太赫兹信号在老化硅橡胶中的传播特性仿真研究

绝缘是影响电力系统稳定运行的重要因素,但大多数情况下电气设备很难拆卸,对其绝缘老化程度的检测较为困难.太赫兹波具有可以轻易穿透绝缘材料等非金属材料的特性,这对于硅橡胶复合绝缘子的无损检测具有重要意义.分析了太赫兹信号在理想介质与有损介质中传播的特性,从理论上阐述了其在非理想材料中可能发生的损耗,进而指出可以通过检测太赫兹回波损耗变化来反映硅橡胶介电常数的变化及其老化程度.之后在CST仿真软件上搭建仿真模型,改变材料的相对介电常数以及太赫兹信号的频率,研究其对回波损耗造成的影响,最后得出的结论可以更有效率地指导实际实验的进行.     

一种复合绝缘子老化状态检测技术

硅橡胶绝缘子具有良好的耐污性能,且质量较轻,这一优点使硅橡胶绝缘子得到国内外广泛使用。但随着时间的延长,与电瓷和玻璃绝缘子相比,硅橡胶材质的绝缘子的老化程度更加严重。因此,有效准确地检测复合绝缘子的老化程度是目前该领域的重要研究内容。本研究结合太赫兹技术的优势,利用高频太赫兹信号在硅橡胶中的传播特性,对其老化程度进行定量分析和分类,提出一种基于太赫兹技术的老化程度检测方法。选取华北地区10 kV～110 kV线路电压等级11支绝缘子样品,并对样本老化程度进行标定和老化分级。对该11支样品使用太赫兹矢量网络分析仪进行测试,根据S11参数曲线和样本的老化分类,通过比较太赫兹信号垂直入射绝缘子的回波损耗,可得出复合绝缘子所处老化等级,进而判断老化状态。使用小波去噪和BP神经网络对产生的太赫兹信号进行预处理,与未信号预处理的进行对比,结果表明,前者对绝缘子的老化程度的检测结果更加精确。