GIS局部放电检测的有源外置UHF传感器设计

针对传统无源外置局部放电超高频(UHF)传感器频带窄、增益低、容易引入噪声的问题,研究并设计了基于有源集成天线(AIA)技术的有源外置传感器.传感器通过宽频带天线接收局部放电产生的电磁波信号,在天线介质板上直接由有源对数检波器放大信号进行包络检波,省去了传统设计中的平衡不平衡转换与射频传输线,降低天线前端的匹配损耗,改善传感器的频带、噪声和增益.测试结果表明:传感器中心频率为900 MHz,驻波比小于2的频带为730 MHz ～ 1.05 GHz,传感器输出信号峰值为5V,频率为2～10 MHz.该传感器抗干扰能力强,增益高,适合GIS局部放电的检测.     

基于UHF传感器与以太网的GIS局部放电监测系统设计

针对传统局部放电监测采样率低、信号易受干扰、不利于实时监测,而超高频（ UHF）传感器进行局放监测因设备通信速度慢、无法故障录波的问题,设计了一种基于UHF传感器与以太网的气体绝缘开关设备（ GIS）局部放电监测系统。该系统由一个主控采集系统和若干个传感器模块组成,传感器模块获取局部放电产生的UHF电磁波信号0.3～2 GHz,通过对数检波电路降频至2～10 MHz;主控采集系统采集该信号,通过SDRAM缓存后经以太网发送至变电站管理员,实现对GIS局部放电高速实时在线监测。测试实验结果表明：该系统功能强,速度高,工作稳定,监测范围广,当局部放电发生时,系统能实时发送报警信号,并可提供故障信号波形用以故障分析。10/100 M以太网通信实际速度可达500 kB/s,比传统的RS—485通信速度提高90倍以上。     

高压开关柜温度远程在线监测系统设计

针对现有高压开关柜测温系统的缺陷,设计了一种温度远程在线监测系统.系统由6只SAW温度传感器和1个基于雷达原理的无线询问器组成,询问器通过向传感器发射高频激励信号(497～503 MHz)并接收带有温度信息的回波信号实现温度测量,同时,系统利用GSM模块进行短信报警、即时温度查询以及系统参数设置实现了远程在线监测.经过大量的实验和测试表明:该系统工作稳定,抗干扰能力强,测量误差在0.5℃以内,采用10 Ah锂电池供电,可持续工作超过35天,相比传统设备,更适合于高压开关柜的温度监测.     

基于广义探头的绝缘子表面电荷在线监测研究

通过对静电探头法测量表面电荷分布的原理进行分析,提出了一种基于广义静电探头法的表面电荷在线监测新方法.研究表明:当气体绝缘开关设备(GIS)中绝缘子表面存在静电荷时,会在金属导体上感应明显的电压信号.通过测量这个电压信号可以实时检测绝缘子表面电荷积聚的严重程度.进而可以大大减少绝缘子表面的闪络几率,提高电力系统的安全.     

气体绝缘开关装置(GIS)的近期发展动向

SF6优异的物化性能使其广泛地应用于电力设备中。SF6对地球温室效应影响问题的提出，使GIS制造业面临一些新的研究方向。文章根据当前环保要求和气体绝缘开关装置(Gas Insulated Switchgear,GIS)的最新研究成果，分析了GIS近期发展动态。认为在提高装置运行可靠性的同时，SF6/N2混合气体GIS的开发及GIS小型化是GIS的主要发展方向。从目前的研究现状来看，混合气体础的研究更加面向工程实际产品的开发；元件的小型化和性能优异的ZnO避雷器的应用以及新型断路器结构的采用是目前GIS小型化的主要途径；用超高频法对GIS局部放电进行在线监测可以对GIS绝缘早期故障进行识别和定位，进而提高GIS的运行可靠性。     

高压直流复合绝缘子表面电荷检测装置的研制

为了研究高压直流复合绝缘子表面电荷积聚现象,研制了一套新型的可用于伞裙结构绝缘子的表面电荷检测装置。装置使用改进的电容探头,通过GPRS无线通讯方式进行数据传输,并借助于LabVIEW软件进行数据处理;设计了机械控制装置来带动探头对绝缘子进行360°精确扫描。此装置可以实现复合绝缘子伞裙和护套表面的自动精确测量。测量结果表明,在阴极端第1个伞裙表面电荷积聚量相对较大,且主要为负电荷。分析表明,伞裙表面电荷来源主要是电极附近的局部放电。     

不同电极结构中SF_6/N_2混合气体正向流注电晕放电特性

宏观上假定气体放电过程中产生的正、负离子束和电子束为流体,采用二维流体动力学模型对SF6/N2混合气体正向流注电晕放电过程进行建模,利用通量校正传输法求解连续方程,通过求解耦合的泊松方程处理空间电荷畸变电场对放电的作用,仿真过程中假设带电粒子的输运参数是折算电场的函数,对比分析了平行板电极间隙、同轴电极间隙和棒-板电极间隙三种电极结构中正向流注电晕放电特性。结果表明:流注电晕的形成加强了流注头部与阳极间的场强,减弱了流注尾部与阴极的场强。只有流注头部所在位置的初始场强足够大时放电才能继续发展,否则放电转化为稳定的流注电晕放电。     

基于先导闪络判据的变电站侵入波过电压的研究

变电站的雷电侵入波过电压与线路绝缘子串的闪络情况密切相关,文中基于ATP-EMTP,建立了500 kV变电站和进线段的雷电计算模型,研究了绝缘子串闪络判据对变电站雷电侵入波过电压的影响,校验了采用更符合线路实际运行情况的先导闪络判据时变电站的绝缘配合情况。研究结果表明:绕击情况下,绝缘子串采用先导闪络判据时变电站设备上的雷电过电压增大。其中距变电站1.5 km内,可能会对变电站设备产生威胁;而距离变电站1.5 km后,由于雷电波在传播过程的衰减和畸变,侵入波对变电站设备不构成威胁。为保证变电站的安全运行,应提高变电站进线段的防绕击措施。     

高电压绝缘测试技术中微弱电荷的测量

近20年来微弱电荷的测量已成为高电压绝缘领域的一个研究热点，由于微弱电荷传感器的设计比较困难，有些情况下微弱电荷的测量到目前为止还没有得到很好的解决，对固体介质内部空间电荷、介质分界面处表电荷及气体介质内部空间预放电电荷的测量技术进行综述。     

表面电荷积聚对绝缘子沿面闪络影响的研究

通过对典型绝缘子表面电荷分布特点的分析，研究了表面电荷与放电起始间的关系。研究表明在表面电荷作用下绝缘子沿面闪络起始电压会发生变化。对110kV三相共箱式GIS绝缘子的闪络实验表明，表面电荷可使绝缘子沿面闪络电压下降23．4％。对位移电流作用下的绝缘子沿面闪络先导发展模型进行改进，补充了表面电荷对该模型的影响。指出表面电荷产生的附加电场会影响流注电晕内部正负电荷的分离速度及放电的进一步发展。