GIS浇注孔传播内部局部放电UHF电磁波的特性

运行中的大多数气体绝缘关设备(gas insulated switchgear,GIS)上未安装内置式特高频(ultra-high-frequency,UHF)传感器,并且盆式绝缘子被金属环覆盖,因此,常规的检测方法无法检测其内部局部放电的UHF信号,检测金属环浇注孔处辐射出来的UHF信号成为实现GIS局部放电UHF检测的唯方法。在理论分析浇注孔对UHF电磁波的传播衰减特性的基础上,基于时域有限差分法(finitedifference-time-domain,FDTD)仿真了局部放电UHF信号在GIS中的传播过程,重点分析了浇注孔处的电场强度分布和频谱特性,并在GIS平台上进行了试验验证,取得了较好的致性。研究表明,浇注孔处UHF信号的电场强度主分量的方向平行于孔的窄边,其主要能量集中在0.7?2 GHz之间。此结论为改进UHF检测系统的性能提供了重要的指导方向和理论依据。     

基于改进灰色关联分析的GIS质量评价

提出了基于改进灰色关联分析法的气体绝缘金属封闭式开关设备(GIS)质量评价方法。该方法结合熵权法和专家打分法确定各评价指标的组合权重,克服了原始灰色关联分析计算中指标均权及专家赋权的不足。然后采用改进后的灰色关联分析法对GIS进行质量评价。将组合赋权法引入灰色关联分析方法中,充分利用各指标的全部信息,有效提高了评价精度,使得评价结果更加科学、合理。     

基于ANSYS的GIS隔离开关短路事故分析

笔者基于一起真实的GIS短路事故,对隔离开关动静触头不对中造成的屏蔽罩变形和弹簧断裂作了认真分析,并采用ANSYS软件对屏蔽罩变形情况进行了电场仿真计算。分析发现GIS内部绝缘强度对电场畸变非常敏感,任何外界因素改变GIS内部的电场均匀性,都会造成电场强度超过允许值,造成内部绝缘击穿。     

气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用

分析了各种气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)局部放电检测方法,认为特高频(ultra high frequency,UHF)法抗干扰能力较强,检测效率较高,可实现在线监测、故障模式识别及定位。以一起UHF在线监测系统发现的GIS设备缺陷为例,分析并总结运行经验。运行经验表明,对连续性的局部放电信号要重点关注,应监测24 h局部放电的发展情况,必要时利用便携式设备进行复测,排除现场干扰,确定故障位置,进行解体处理。通过安装GIS设备局部放电UHF在线监测系统,可发现GIS设备隐患,有效保证电力系统的安全稳定运行。     

超高频技术在电力设备局部放电在线检测中的应用

从传感器、超高频信号的采集处理、信号的模式识别及超高频信号的标定等几个关键技术出发,对超高频法在电力设备局部放电在线检测中的应用现状进行了综述,并对超高频法在实际应用中存在的问题进行了探讨。最后,展望了超高频局部放电在线检测技术的发展前景。     

实时频谱测量技术在电力设备局部放电检测中的应用

传统的局部放电信号频谱研究通常是采用扫频式的频谱分析仪,其缺点是检测不到当前扫描之外的其它频率上的信号成分,可能漏掉间歇性的频谱信息。对于局部放电信号来说,其发生是随机的、间歇的。因此,扫频式的频谱测量会给局部放电检测带来测量误差,降低测量灵敏度。采用实时频谱测量技术对局部放电信号频谱进行了试验研究。研究发现,通过实时模式下频谱测量,可以捕获扫频频谱仪没有捕获的局部放电频谱信息。同时,测量形成的三维频谱图也能说明局放信号频谱信息的动态变化,这为UHF高频窄带法测量提供了试验依据。     

变压器的UHF法局放故障定位初探

分析变压器中主要结构部件对UHF电磁波传播影响后提出了基于最短光程原理定位变压器局放故障的思路。用模拟局放源和金属障碍物、变压器绕组试验研究UHF信号传播路径长度与传播时间关系的结果表明:存在金属障碍物时电磁波传播时延大于理论值,具体误差与信号传播路径上障碍物的遮挡范围有关;绕组的油道结构对信号虽有一定衰减,但对传播时延基本无影响,信号可穿透绕组以近直线传播。     

一起局部放电特高频在线监测系统发现的GIS缺陷分析

基于一起特高频(ultra high frequency,UHF)在线监测系统发现的气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)缺陷分析了缺陷发展情况,并采用便携式局部放电检测设备进行定位,对故障气室进行了解体处理,积累了GIS局部放电在线监测运行经验。在线监测结果表明,本次缺陷为突发性悬浮放电,缺陷发生后持续存在,幅值较大,且定位发现缺陷位置靠近断路器气室。为预防短路事故,进行了停电处理。解体发现断路器气室靠近电流互感器侧的盆式绝缘子触座底部存在明显的放电痕迹,导体表面有明显的环形伤痕,触座内部存在大量金属粉尘。分析认为该导体结构设计不合理是引起局部放电的主要原因。运行经验表明,通过安装GIS局部放电UHF在线监测系统,可以发现GIS隐患,有效保证电力系统安全稳定运行。     

GIS金属法兰孔特高频信号传播特性研究与外置式发射天线开发

在未安装内置式特高频(ultra-high-frequency,UHF)传感器的情况下,如何向气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)内部注入UHF电磁波标定信号是目前开展GIS局部放电UHF在线监测系统灵敏度现场校验时面临的关键问题之一。提出了GIS外置式UHF电磁波发射方法,即通过盆式绝缘子金属法兰小孔注入标定信号。通过仿真和理论分析研究了UHF电磁波经过小孔时的传播模式和电场结构,通过加脊降低了矩形波导天线的下限截止频率,研制了双脊波导发射天线,在GIS设备上检验了该发射方法及装置的应用效果。研究表明,UHF电磁波以TE10波型为主模经过小孔传播,双脊波导天线的下限截止频率降到了300 MHz,通过它能够向GIS内部发射300MHz 1.5GHz的UHF标定信号。GIS体外式UHF标定信号注入方法可以为GIS局部放电UHF检测仪器现场灵敏度校验提供标定信号源。     

GIS局部放电特高频在线监测系统传感器配置方案研究

笔者通过在一个220 kV GIS线变间隔断路器气室、母线气室和进线气室安装尖刺故障模型,在盆式绝缘子和绝缘衬垫上进行检测,验证了特高频传感器的灵敏度及衰减特性。结果表明:在外加电压7 kV、视在放电量为5 pC的试验条件下,UHF传感器就可以准确地检测放电信号,并准确判断放电类型及故障位置。试验发现局部放电产生的电磁波经过L型、T型、断路器仓、CT等结构,发生了明显衰减。不带金属屏蔽环的盆式绝缘子和绝缘衬垫,更有利于检测放电产生的电磁波信号。根据测试结果提出了合理的GIS局部放电特高频在线监测系统传感器配置方案。