紫外放电检测量化表征及预测方法研究

随着智能电网的建设和电压等级的提高,局部放电已经成为输变电设备,特别是高压电气设备上绝缘介质老化的重要原因,因而局部放电的检测和量化评估也就成为绝缘介质状况监测研究的关键。文中构筑一套新型的紫外放电监测系统,提出用设备放电的物理量来表征放电的状态,以光子数来量化放电强度,进而定量评估设备绝缘性能和预测设备寿命。有效解决了对早期放电难以定量计测,无判断设备更新标准的难题。通过计算仿真以及集成系统的测试,该系统能实时地监控高压电器放电并且判断放电强度,验证了该方法的可行性和有效性。对局部放电紫外检测领域的研究具有一定的理论意义,对电力系统安全运行及实现输变电设备在线监测提供了有效的解决方案,为紫外检测标准的建立打下了基础。     

基于紫外传感器的高压放电检测系统的设计

针对紫外CCD价格昂贵和目前高压电力设备放电紫外检测系统操作复杂的问题,研制了一种基于紫外光电管的紫外检测系统。该系统结构简单,包括紫外光电管、紫外光电管驱动电路、示波器和电源模块。同时,设计了针尖放电模型模拟电晕放电试验,验证了该系统可以检测到十分微弱的紫外辐射信号。该系统操作方便、灵敏度高,为解决电晕问题、评估放电强度提供了依据。     

开关柜局部放电综合在线检测装置的研究与应用

采用紫外光技术和超高频技术共同检测开关柜内设备局部放电的发生,研究了一种开关柜局部放电综合检测装置,该装置通过检测局部放电过程中辐射的紫外光脉冲和超高频信号,达到对电气设备局部放电的准确识别,且具有动作时间快、灵敏度高、抗干扰能力强、费用低等优点。研究了紫外脉冲法和超高频法的测量原理,分别给出了紫外部分和超高频部分的信号处理方法以及装置各硬件部分的设计。进行了电容型放电间隙棒-板电晕放电模拟检测试验,证明了该装置能够准确检测不同强度的放电,并能相对反映放电强度的大小。     

基于光电倍增管的高压电力设备放电检测系统的设计

针对目前电力设备放电紫外检测中存在的灵敏度和线性度上的不足,设计了一种基于紫外光电倍增管的放电检测系统,以C8051F120单片机为处理核心,通过数字积分定量测量放电中产生的紫外辐射功率。通过试验室和变电站内的检测试验,验证了该系统能够在站内实测中检测到放电产生的微弱紫外光并能定量反映紫外辐射的强度,从而作为判断放电强弱的依据。该系统灵敏度高,线性度好,能够应用于高压电力设备的放电检测。     

电气设备紫外放电检测技术优化

针对紫外脉冲法在放电检测中存在灵敏度不足的问题,选用灵敏度较高的紫外光敏管进行灵敏度研究,设计了紫外脉冲检测系统。分析紫外光敏管驱动电路原理,优化硬件参数,定量研究不同针板数量的局部放电,以提高紫外脉冲法在电晕放电检测中的灵敏度。试验数据显示,优化后的紫外脉冲检测系统紫外脉冲检测的灵敏度和精度得以提高,不仅可用于局部放电的定位与定性分析,还可用于放电检测的定量分析。     

在线检测电力设备局部放电信号传输系统的研究

在研制的用于电力设备局部放电在线检测装置的信号传输系统中,考虑到检测装置微机系统和控制室的安全,并加强抗干扰性能,采用光纤系统来传输信号。并选择频分复用和时分复用的方式,分别传送多路局部放电信号和控制信号,从而简化了系统并降低了费用。叙述了电子传输系统各个部件的设计和工作原理。该系统已用于局部放电的在线检测装置中,并成功地进行了多次现场电力设备局部放电的在线检测试验。     

输电线路绝缘子表面局部放电紫外图像检测方法

在电、热、力以及物理环境因素长期作用的影响下,电力设备绝缘电气、机械及其他性能下降会引起设备老化、破损等现象,影响电力设备的安全稳定运行。目前,紫外检测技术可应用于检测电力设备绝缘表面的早期局部放电现象,检测到的光子数结果受背景噪声影响较大。为了准确评估输电线路绝缘子表面局部放电强度,基于电力设备绝缘表面局部放电图像特征和紫外成像检测原理,采用阈值法和形态学滤波相结合的放电光斑面积计算方法,并通过玻璃绝缘子的局部放电试验对该计算方法进行验证。实验结果表明:随着外施工频电压幅值的增大,玻璃绝缘子表面放电紫外光子数均值增大,放电光斑面积也随之增大,验证了所提局部放电光斑面积计算方法的合理性。     

一种特高频GIS局部放电无线便携检测系统的研制

局部放电是导致GIS设备故障的一个重要原因。目前,特高频(UHF)法的局部放电带电检测是评估诊断气体绝缘金属封闭开关(GIS)设备绝缘状态的一个有效手段。为了提高检测效率,简化现场操作,设计了一种特高频GIS局部放电无线便携检测系统,系统主要由UHF传感器、无线模块和移动终端组成,通过无线通信的方式传输检测到特高频数据。对上海某一变电站系统进行检测,结果表明,能够有效检测到局部放电产生的特高频信号,快速筛选出存在局部放电的GIS设备,显著提高了检测效率。     

新型局部放电检测系统的开发与应用

针对局部放电检测难、效率低等问题,设计开发了一种新型的局部放电检测系统。它是基于物联网技术,实现了前端图形化采集、无线自组网传输、后台实时监控等功能,同时支持移动端查看。在实验室内模拟了GIS装置试验,试验结果表明该系统能够准确显示放电信号,保证了检测质量。同时进行了大量现场检测,准确地分析了异常的局部放电信号,提高了工作效率。     

超声波信号在局部放电检测技术的特征集合探索

高压设备绝缘损坏会引起电力设备的局部放电,造成设备损坏。为实现对电力设备绝缘水平的有效监控,防止严重放电事故的发生,避免造成严重的损失,必须深入研究设备局部放电特征。局部放电超声信号检测是一种行之有效的检测方法,在检测过程中,电磁干扰不会对局部放电的超声波检测造成影响,但传播路径对检测结果的影响较大。本文对局部放电超声波信号的传输特性进行了介绍,对局部放电超声波信号的特征提取方法进行了分析,并利用小波分析对局部放电超声波信号进行了模式识别,对局部放电超声波信号检测的研究工作具有一定的参考价值。     

高压电缆接头局部放电声光联合检测系统设计与实现

针对传统局部放电检测系统成本高、易受电磁干扰、检测距离和准确性有限等缺点,基于超声与紫外两种非电气局部放电检测技术,利用超声传感技术实现近端局部放电信号的高灵敏、动态和精确捕获,利用空气中紫外光比超声信号衰减慢弥补超声的检测距离极限,综合实现复杂电磁干扰环境下远距离、非接触、信息可靠和低成本的高压电缆接头处局部放电状态...     

基于分布式传感器的GIS局部放电在线监测实时数据传输方式的研究

针对检测GIS(Gas Insulated Switchgear,简称GIS)局部放电的分布式传感器采集局部放电信号的数据量大,通过RS-422串口进行数据传输时间长的不足。基于GIS局部放电分布式传感器在线监测系统,采用一种最大值数据压缩算法,将高速A/D采集到的大量实时数据,有效地传输到后台监测系统,解决了分布式在线监测系统中大量数据传输的瓶颈。通过实验验证,该数据传输方式速度快,性能安全、可靠,实用性强。     

无人机巡线的紫外放电检测研究

针对无人机巡线中输电设施放电问题,推导了紫外放电检测链路模型并使用光电倍增管设计了紫外放电检测系统。 使 用紫外放电检测系统进行放电检测实验,实验结果表明,系统探测信号与放电信号高度重合,系统探测信号强度与放电信号的 强度呈现良好的线性相关;同一探测距离不同探测位置探测得到的信号峰值与探测平均值的相对误差小于 3%,即探测信号强 弱与探测距离有关,与探测位置无关;不同探测距离下模型计算的理论值与实际探测值具有一致性,之间的相对误差最大为 15. 7%,验证了模型的正确性。 该成果对无人机巡线时的紫外放电检测有一定的指导意义。     

高压电力设备放电在线监测系统

针对高压电力设备局部放电对电力系统安全运行造成重大影响的现状,研究了一套基于嵌入式系统的电力设备紫外内窥系统.该系统主要由紫外内窥探头、嵌入式计算机系统和GPRS模块构成.在嵌入式计算机系统部分介绍了该系统的硬件、软件组成框架和USB摄像头的视频图像采集过程,并在此基础上实现了基于Qtopia的紫外内窥软件程序的编写.利用日盲型的紫外传感器,可以通过检测特定波长的紫外线来正确检测电力设备的放电.通过对电力设备内部特殊环境的研究,将紫外放电检测和视频内窥技术相结合,实现了基于无线GPRS的电力设备紫外放电的远程实时在线监测.实验证明了该系统能够可靠地运行,有效地防止由放电引起的电力事故的发生.     

基于紫外成像图像信息的绝缘子表面放电量化方法

紫外成像法是一种有效的非接触式放电检测方法,为采用紫外成像法量化绝缘子的表面放电电信号强度,论文以紫外图像中放电光斑面积的大小作为紫外成像量化参量,试验对比研究了绝缘子放电的紫外成像图像和电脉冲信号特征,分析得到了观测距离为9m和紫外成像仪在几种典型增益下的光斑面积与脉冲电流的峰值、脉冲电流平均值的关系。研究了可见光通道与紫外通道的图像参数随距离增加时的变化规律,研究发现两者具有近似相同的衰减特性,在此基础上提出了采用可见光通道的信息用于估计成像区域面积的方法,避免了不同距离下检测到的结果没有对比性的问题,论文最后采用了最小二乘回归支持向量机实现了对放电强度的估计。     

基于多光源图像的接触网外绝缘健康状态评估

为了检测接触网外绝缘设备故障状态,采用紫外成像技术和红外热像技术对接触网外绝缘故障特征进行了研究。通过对接触网电气绝缘设备的现场检测,归纳出3种接触网典型的放电和发热故障现象。借助绝缘子局部放电试验,获取了不同污秽程度下的绝缘子的视在放电量和紫外图像;通过紫外图像特征提取,准确计算出放电光斑面积;根据视在放电量与紫外图像放电光斑的对比,得出了紫外光斑面积与视在放电量的正比关系。探究了紫外图像的拍摄距离、拍摄增益和拍摄仰角对放电光斑面积的影响,对不同拍摄参数下的光斑面积进行归一化处理并计算出其视在放电量的大小。通过试验探究了不同故障程度下的长时间温升规律:随着故障程度的增加,故障设备放电后最大温升越高,这为红外图像检测接触网外绝缘故障提供了依据。将紫外图像所检测到的视在放电量和红外图像所检测到的最大温升进行了模糊逻辑推理,据此构建了基于多光源图像的接触网外绝缘健康状态评估系统,经测试系统准确率为92.5%。因此可以认为,所构建的接触网外绝缘健康状态评估系统是合理有效的。     

基于图像处理技术的电力设备局部放电紫外成像检测

为对电力设备局部放电进行高效、准确、安全的在线监测,提出紫外成像检测法。分析了电力设备局部放电紫外成像原理,针对成像设备捕捉到的紫外图像和可见光图像,经研究提出中值滤波改进算法作为图像预处理算法,小波变换法为两者的融合算法。根据紫外图像特点,选用Canny边缘检测算法,在融合后的图像中准确判断出电力设备的放电程度和放电位置。试验结果表明该方法准确率高,可实现对局部放电的快速判断和定位,具有较高的实用价值。     

电力变压器局部放电在线检测系统

本文介绍了一套用于检测运行电力变压器局部放电的检测系统,它由电流传感器、超声传感器、传输信号用的光纤传输系统以及Super—PC/XT微型计算机组成。此系统可联合检测一路电脉冲信号和三路超声波信号(从六路超声波信号中任选),由计算机采集、处理收到的信号,从而使该系统具有测量变压器内部局部放电,识别干扰,对局部放电源初步定位的功能。实验室和变电站现场实测结果表明,这一套检测系统是成功的。     

基于数学形态学的电力设备紫外图像放电区域提取

紫外成像检测技术是电力系统中检测电晕放电、电力设备外绝缘状态以及污秽程度十分有效的手段之一,数学形态学是一种十分有效的图像处理工具。文章提出了一种基于数学形态学的电力设备紫外放电图像放电区域提取方法,在数学形态学概念的基础上,提取了图像的真实放电区域,并计算了放电区域的面积。试验结果表明,该方法对不同型号的紫外成像仪拍摄到的图像均有良好的适应性。不仅可以快速地定位放电点,而且可以对放电强度用放电面积进行量化,为紫外成像仪的现场应用开辟了新思路。     

基于紫外成像技术的瓷绝缘子串放电程度量化评估

为利用紫外成像技术对绝缘子串的放电程度进行量化评估,首先以稳定放电源和紫外成像仪搭建试验装置,研究了增益、距离、角度和风力4种参数对紫外成像结果的影响。然后利用瓷绝缘子串开展了一系列人工污秽试验,用紫外成像仪记录下绝缘子串在电压不断升高过程中的放电现象,从紫外检测视频中提取了光子数、光斑面积和光斑数量等指标,分析了其与绝缘子串放电强度的对应关系。稳定放电源试验发现,仪器增益、距离与紫外检测结果在一定范围内均存在指数关系,角度和风力对放电的影响可忽略不计。污闪试验研究发现,从视频中提取的指标与绝缘子串放电强度存在明显的正相关关系,根据指标数值大小可将放电分为电晕放电、间歇性电弧放电和持续性电弧放电3个等级,实现了利用紫外成像技术对绝缘子串放电强度进行量化评估的目的。研究成果对紫外成像技术的应用以及绝缘子串污闪预警具有重要意义。