XLPE电缆交叉互联系统中局放脉冲时域特征仿真研究

在长距离XLPE电力电缆的局部放电检测中,由于电缆护套交叉互联结构的存在,缺陷相的局部放电信号会流入另外两相的电缆护套中,使得信号的检测及分析都十分困难。为了确定放电源的位置及相别,文中通过对XLPE电缆交叉互联系统进行仿真建模,结合带电检测过程中的实际可测点,对不同检测点位置的信号时域特征及分布变化规律进行了仿真研究,研究结果显示:不同检测点的脉冲时域特征相差较大,与放电源的位置及接头的接地形式密切相关,通过选择合适的检测点及综合比较各检测点的信号可以有效判断放电源所处的接头及相别。     

基于多特征量的油中局放超声直达波识别研究EI北大核心CSCD

电气设备油中局部放电超声阵列定位是将阵列信号处理技术应用于局放超声检测中的一种新方法,其实质是通过相应的算法得到信号的方位信息,继而对局放源进行定位。研究表明,当超声传感器接收到直达信号时,可对局放源进行准确定位;当接收到混叠(多路径)信号时,会导致定位成功率和定位精度下降,甚至产生虚假定位。因此,有效识别超声直达波与混叠波信号是局放定位成功的关键。该文选取峰值因数、分形盒维数和李雅普指数作为局放超声直达波信号的特征参量;分别基于各特征量进行超声直达波识别的仿真研究,结果表明超声信号的混叠程度会对识别结果造成很大影响,利用BP人工神经网络,提出一种基于多特征量的电气设备油中局放超声直达波识别方法,仿真结果显示其识别成功率接近100%;最后在设定环境下进行油中局放超声直达波识别的实验研究,结果表明,采用单个特征量识别直达波和混叠波的成功率约为90%,基于多特征量的识别成功率为95%,验证了所提方法的有效性。     

基于声纹识别系统的局部放电超声信号识别研究北大核心CSCD

为准确构建局部放电的超声信号和对应缺陷的关系,文中提出了一种基于声纹识别系统的对超声信号进行模式识别的超声识别系统。该系统首先对局部放电超声信号进行分帧和加窗处理,然后提取MFCC和GFCC特征向量,分别根据MFCC或GFCC建立GMM模型,最后利用极大似然估计对待识别样本进行识别。为验证该系统的有效性,文中设计了自由金属颗粒放电模型、悬浮放电模型和尖刺放电模型,并充入不同的绝缘气体,对不同缺陷的超声信号应用超声识别系统进行计算分析。研究结果表明,利用MFCC或GFCC特征向量建立的GMM模型具有代表性,基于改进声纹识别系统的局部放电超声识别系统对缺陷类型的识别结果符合预期,该系统可为超声信号的模式识别提供一种新方法,为电力设备故障检测和工况判断提供依据。     

XLPE电缆及其中间接头中局部放电电磁波传播特性的数值分析

局部放电(PD)检测和定位对电力电缆绝缘状态监测具有十分重要的意义,有必要建立一个精确的电缆模型对局部放电电磁脉冲的传播特性进行分析。考虑到电缆结构的复杂性,难以得到高精度的等效电路模型,因此采用数值电磁方法,通过构建良好的电缆模型,在时域中分析电缆及其中间接头的局部放电电磁波的传播特性,并对其传播特性进行仿真,计算局部放电源沿不同方向传播产生的电场,将计算得到的电缆中的PD信号波形与接头模型中的信号波形进行对比。结果表明,局部放电产生的电磁波在电缆和电缆中间接头中的传播规律存在很大差异,因此,在电缆局部放电检测与定位时要考虑电缆中间接头的影响。     

XLPE电缆局放检测技术及其应用

介绍了上海市电力公司近年来在保障XLPE电缆稳定可靠运行方面做的一些工作,主要基于宽频电磁耦合技术,结合当前先进的超高频和超声局放测试技术,提出声电联合的测试思想,综合现场验收、日常巡检和重点监测三方面考量,采用便携、移动和固定安装相结合的策略,通过外购国内外成熟产品及与国内高校开展科研合作,全面提升上海市电力公司在X...     

XLPE电缆中局部放电脉冲传播特性的实验研究

对模拟局部放电的窄脉冲和陡前沿脉冲沿电缆的传播特性进行了实验研究。在两段不同长度的电缆首端分别注入窄脉冲和陡前沿脉冲 ,同时记录首末端波形 ;分析了不同频率下脉冲在电缆中的传播和衰减情况 ,并提出了电缆局放检测用传感器频率的选择原则。     

外联网络对大型变压器中局放信号传播影响的仿真分析

大型电力变压器内部的局部放电信号经绕组向两端传播至监测装置,从而导致作为故障诊断基础信息的放电脉冲信号发生一定程度的衰减、振荡及时延。运用Saber仿真软件,利用典型的局部放电的波形,考虑电力变压器外联网络复杂程度以及变电站另一个变压器对其的影响,研究了局部放电信号在大型电力变压器在线监测系统中的传播特性。     

±160 kV直流XLPE海底电缆载流特性仿真及试验

南澳岛±160 k V多端柔性直流输电工程在我国首次采用了高电压、大长度的挤包绝缘直流电缆系统,而目前在国内尚无此电压等级直流电缆工程的运行及维护经验,因此亟需对交联聚乙烯(XLPE)直流电缆的载流特性展开研究,从而为直流电缆线路运行限值的控制以及在线监测系统的定制提供技术支持。通过研究不同敷设环境下直流电缆的散热原理,采用专业有限元软件COMSOL Multiphysics建立了带保护套管埋地敷设方式下±160 k V直流XLPE海底电缆的温度场模型,用以模拟其温度分布和计算其载流量;通过在试验场地开展静态载流试验,对仿真模型的可靠性进行了验证;对试验结果进行讨论,分析得出了直流海缆的载流特性。     

高压XLPE电缆线路局部放电测试系统应用研究

文章将介绍一种高压电缆局部放电测试系统（PDCheck）以及该系统在北京地区的应用。Techimp公司的PDCheck实现了放电脉冲的分离识别诊断技术,通过对信号进行高速宽带采样获取信号完整的时域波形,针对不同放电及噪声间的差异提取多种信号特征,从而将不同的放电分离开来,对每一类放电进行甄别,推断出受捡设备可能存在的绝缘问题,经实验室测试和现场使用,效果良好。     

XLPE电缆局放信号传播特性仿真研究

局放信号在电缆中的传播规律,是识别、提取、定位局放信号的关键问题。本文对XLPE电缆中局放信号的传播特性进行了仿真分析,通过改变电缆长度、电缆参数、局放信号的上升沿以及局放信号的频率,进行了四组仿真研究,对比分析了局放信号在电缆中的传播特征:局放信号在电缆中传播时,将会出现延时现象以及幅值的衰减,并且随着电缆长度的增加,延迟的时间以及幅值的衰减程度都会增大。本文不考虑电晕等干扰因素的影响,因此改变电缆长度、电缆参数等对局放信号的上升时间与脉冲宽度影响不大。     

局部放电信号在交联聚乙烯电缆的传播特性仿真研究

文章以交联聚乙烯电力电缆为研究对象,对电缆局部放电信号传播特性进行了仿真分析。通过 MATLAB产 生一个双指数函数脉冲信号来仿真电缆中的局部放电信号,建立相应的仿真电路模型,同时,用 ATPＧEMTP中的频 变电缆模型与 MATLAB仿真模型进行对比,分析局部放电信号在电缆中的传输和衰减规律。     

基于三路脉冲信号极性鉴别技术的110kV XLPE电缆局放检测技术

提出并研究了对高压电缆中间接头和电缆本体局部放电检测的三路脉冲信号极性鉴别技术,给出了局部放电信号在不同方向上的传播极性规律。利用三个传感器进行信号极性鉴别,判定放电源来源方向,最后用试验进行了验证,并在实际线路上进行了实测,证明了该技术的适用性。     

直流±250 kV海底电缆J型管段载流量提升研究北大核心CSCD

J型管作为新型电力系统中新能源海上风电送出系统海底电缆的保护装置,其存在会阻碍海缆对外散热,制约整条风电送出线路的载流量。为了提高J型管段海缆载流量,文中建立了典型J型管段流体—温度耦合数值模型,仿真分析了环境风速、太阳辐射、环境温度对直流±250 kV海底电缆封闭J型管系统温度场的影响规律,确定J型管载流量瓶颈位置,提出了一种J型管外壁开孔配合平台开孔引入外界风的J型管载流量提升方法,验证了仿真模型与算法的正确性。结果表明与全封闭J型管系统相比,J型管外壁开孔配合平台开孔能有效降低海缆温度,环境风速较低为1 m/s时载流量可有效提升13.98%。研究结果为指导J型管设计提升J型管段海缆载流量提供了新的解决方案。     

基于三路脉冲信号极性鉴别技术的l10kV XLPE电缆局放检测技术

提出并研究了对高压电缆中间接头和电缆本体局部放电检测的三路脉冲信号极性鉴别技术,给出了局部放电信号在不同方向上的传播极性规律。利用三个传感器进行信号极性鉴别,判定放电源来源方向,最后用试验进行了验证,并在实际线路上进行了实测,证明了该技术的适用性。     

基于随机决策森林的高压电缆局部放电模式识别北大核心CSCD

不同类型的高压电缆局部放电(简称局放)模式识别是该领域的难题。部分电缆局放类型之间相似度较大,识别困难。针对该问题,文中提出了一种基于随机决策森林(RF)的高压电缆局放模式识别方法。首先,制作了5种高压电缆人工缺陷,结合IEC 60270—2015系统和高频电流互感器(HFCT)进行实验,获取局放数据,并进行局放特征提取。其次,介绍了随机森林算法的原理和基于随机森林的高压电缆局放模式识别流程。最后,基于实验所得数据开展了局放模式识别方法有效性验证,确定了随机森林每个节点处特征子集中特征个数、节点分裂规则、树的棵数3个参数,并与传统的决策树、BP神经网络和支持向量机(SVM)3种方法进行比较。结果显示,与上述3种方法相比,随机森林算法对高相似度局放识别能力更强。     

高压电缆终端局部放电超声信号传输特性仿真分析

高压电缆终端的绝缘可靠性直接关系着城市输电网络的稳定运行。常用超声检测法开展高压电缆终端局部放电检测以及绝缘性能评估。在运的高压电缆终端一般有充油式和干式两种类型,目前缺乏对局部放电超声信号在两种类型的终端中传播特性的对比研究。因此文中首先从基本结构和材料特性上阐述了充油和干式电缆终端的区别。随后采用电—力—声类比方法说明电缆终端中局部放电产生超声信号的机理。利用有限元方法建立充油终端和干式终端的仿真模型,在不同位置施加不同频率的超声信号,获取超声信号在不同介质中的传播规律及分布特性,并通过法兰处的压力评估不同位置以及不同频率的超声信号对高压电缆局部放电检测的影响。     

XLPE绝缘电老化中局放特性试验研究

利用TE571局放检测仪和超宽频带局放(PD)检测系统研究了XLPE电缆绝缘试样加速电老化过程中判断试样老化状态的局放统计参量和单次放电波形特性。结果表明,电老化过程中单次放电时域波形的上升沿变陡,从老化前50 ns降低为老化50 h的8 ns;脉冲幅值从老化前的2 mV增加到老化50 h的17 mV;放电频谱中特征峰的位置随着老化程度的加剧向高频方向移动,从老化前<15 MHz增加到老化50 h的<50 MHz和125~200MHz。该研究为放电单次波形检测技术评估XLPE电力电缆绝缘状态的基础研究。     

基于信号分离的电缆局放检测分析

针对传统高频电流法检测电缆局放存在的缺陷,提出采用基于信号分离技术的电缆局放检测方法的理论依据,并采用 TechImp局部放电仪对一条电缆进行局放检测,以证明基于信号分离技术的电缆局放检测方法的可行性和优越性。     

多物理场下的高压直流电缆局部放电研究展望EI北大核心CSCD

高压直流电缆需要面对空间电荷、潮流波动、温度变化、谐波、应力、绝缘缺陷等复杂运行条件的考验。多物理场下的高压直流电缆局部放电(partial discharge,PD)的研究尚处于起步阶段。复杂条件下的直流电缆局部放电产生机理尚不明确,且直流局部放电表征识别困难,动态特性复杂。该文总结多物理场对高压直流电缆PD的影响,对比空间电荷、电场、应力场、谐波与PD之间的关系,分析多物理场下直流电缆PD特征构建与模式识别的研究进展。进一步,展望多物理场下的高压直流电缆PD发展趋势,包括高压直流电缆“荷–场–热–力”多物理场PD模型、多物理场仿真、多物理参数联合实验、直流电缆PD多物理参数表征新特征构建与优选、直流电缆PD先进模式识别方法等,可为直流PD检测与诊断提供理论参考。     

10 kV电力电缆本体局放信号传播特性的实验研究与仿真分析

探究局部放电在电缆中的传播特性对于信号放电水平的测定、放电位置的定位及与环境干扰噪声的区分均有着重要的意义。以配电网10 kV电力电缆为研究对象,测量了4种放电量（2、5、10、20 nC）的放电信号在100～600 m电缆本体中传播特性,得到了放电量和幅值随传播距离的变化规律,分析了不同频率分量的局放信号随传播距离的衰减特性,最后在CST软件中对放电信号在电缆中的传播进行了仿真,验证了实验的有效性,并讨论了误差产生的原因。实验结果表明：放电信号的幅值变化呈现负指数衰减,但由于信号脉宽在不断增大,使得实际放电量衰减低于幅值衰减;放电信号中所含的频率分量将直接影响信号的波形变换从而影响幅值与放电量的衰减;对于放电信号中不同频率分量随距离传播的衰减率与频率大小线性相关。