基于空间电容耦合原理的局部放电检测方法及其传感器研究

针对局部放电在线监测中存在的问题,文中基于空间电容耦合原理研制了一种新型局部放电传感器.其分为工频电压波形传感器和局部放电传感器两部分.两者集成在同一块印刷电路板上,使用时无需接地或与被测物体接触,只需将传感器对准被测物体的高压引出线,即可同时对工频电压和局部放电信号进行检测.基于针—板电极模型搭建了局部试验平台,试验...     

高压交联电缆接头局部放电的电容耦合法检测及分析

为研究110kV交联电缆接内部绝缘缺陷的局部放电(partial discharge,PD)特性,设计并构造了5种典型绝缘缺陷,通过建立电缆接头局放试验研究平台,采用电容耦合法获取不同绝缘缺陷下的放电信号,构造出三维PRPD(phase resolved partial discharge)谱图表征缺陷放电状态,并采用单次放电脉冲时域波形的3、4阶特征参量萃取放电特性进行分析。研究试验结果显示,电容耦合法检测法可有效检测出电缆接头内部缺陷引起的局放,且不影响电缆接头及本体的绝缘性能;所构建的5种典型缺陷在工频电压激励下,放电脉冲序列在放电区间、放电重复率等统计特征有很大的不同,用时域波形的3、4阶特征参量所描述的放电特性也存在很大差异。这些特征可用作放电类型识别的依据。     

油中局部放电脉冲波形的测量与特性分析

设计了具有较宽频率响应范围的紧凑型测试电路,结合高速数字示波器ＴＤＳ７５４Ｃ对油中的局部放电脉冲波形进行了测量。为了验证测试电路具有足够的频率响应范围,利用高速脉冲发生器产生的陡脉冲对检测阻抗进行了检验。结果表明测量系统可以满足要求,利用该系统对３种缺陷模型进行了测量,结果表明油中局部放电脉冲均有振荡成分存在,特别是对某些类型的局部放电,当放电比较剧烈时,会有放电脉冲群的出现,这种情况要求传统的测     

基于双电容耦合的发电机局部放电离线式测量新方法

对发电机绝缘局部放电量的测量是考核其绝缘状况的重要手段,但传统的测量方法由于受到试验现场的强电磁干扰,常常无法进行有效的测量,因而难以对发电机的绝缘状况做出准确的判断.本文提出了一种基于双电容耦合的发电机局部放电离线式测量新方法,通过设计两个电容的耦合性能及其传递过来的信号时差关系,可以有效地将发电机外的放电信号以及其他各类干扰信号予以消除,因而具有很强的抗干扰能力.现场的实际试验表明,该方法不仅使发电机的局部放电测量易于进行,还大大提高了发电机局部放电测量的准确度.     

典型缺陷的直流局部放电波形测量与特性分析

为深入了解直流局部放电特性,在直流下分别测量了气隙、表面和电晕放电模型的局部放电,比较3种模型的放电脉冲波形和直流电压施加不同阶段的放电情况,并从放电机理角度分析了直流电压施加不同阶段局部放电特性的差异。结果表明,3种放电模型的直流局部放电能量分布频段多<10 MHz,放电脉冲波形与频谱分析图存在区别,可以此分辨3种放电类型。气隙放电模型在直流电压移除后,因空间电荷作用,绝缘介质中存在较强的内电场会引起较多的反极性放电;而表面放电模型与电晕放电模型在直流电压移除后无此现象。     

油纸绝缘中局部放电的典型波形及其频谱特性

根据对变压器油纸绝缘内部常见缺陷的分析，进行了局部放电模型试验。通过考察不同类型放电的发展过程和电流脉冲的波形特征，发现油纸绝缘中产生的局部放电与空气中的放电过程表现出相似的发展规律。对应于不同的放电阶段，放电波形有较大差异，因而不同类型的放电脉冲具有不同的频谱特性。所得结果为深入研究绝缘介质中的局部放电的机理、放电脉冲在变压器绕组中的传播规律、局放检测系统的频率特性以及放电类型的波形识别提供了实验依据。     

高频电流耦合法测量XLPE电力电缆局部放电

分析了影响XLPE电力电缆正常运行的主要缺陷,在实验室情况下对110kVXLPE电力电缆不同缺陷时运行状况进行了模拟,并利用高频电流耦合法实时测量电缆局部放电大小及特征。     

GIS局部放电光、电信号传播特性对比研究北大核心CSCD

GIS局部放电是造成绝缘材料劣化、电气设备故障的主要原因,检测GIS腔体内部的局部放电情况,有助于保证电力系统的安全可靠运行。然而在实际工程中,GIS内部结构较为复杂,不同弯角和绝缘子结构必然会对电磁波和光信号的传播特性产生一定的影响。文中根据252kVGIS的结构尺寸,建立仿真模型,研究不同距离、不同弯角结构、不同绝缘子下电磁波和光信号传播特性的差异,得到电磁波和光信号在设备腔体内部的变化规律。仿真结果表明,随着与放电源距离的增大,电磁波信号在400mm以外电场强度幅值近似呈线性衰减趋势,光信号强度整体呈指数衰减的趋势;L型、T型弯角结构对电磁波和光信号均有较强的衰减,但电磁波在弯角结构中反射严重,原始波与反射波叠加会造成信号强度增加;放电信号在经过不同绝缘子结构时,光信号的衰减远大于电磁波信号,盆式绝缘子比圆盘式对电磁波信号的衰减作用更大,光信号的传播依赖于开孔的大小。文中的研究为实际特高频、光传感器的安置提供一定的理论指导。     

移动式特高频在线监测系统在GIS局部放电检测中的应用北大核心CSCD

笔者首先介绍了GIS局部放电特高频检测原理、技术优势,在此基础上对基于特高频的GIS移动式在线监测系统的组成和技术优势进行了简单介绍,并以某变电站为例介绍了该系统在GIS局放监测中的成功应用。结果表明,移动式在线监测系统即弥补了人工带电检测方法数据量不足的缺点,值得在GIS局放检测中大力推广。     

基于波形参数法的电场畸变对局部放电特性影响分析

通过搭建局部放电纳秒级放电电流测试系统,研究了针-板电极的畸变电场下局部放电的特性,以及针尖曲率半径和铝箔尺寸变化对放电特性的影响。研究表明,不同电场畸变条件下放电存在较大差异。当介质表面无铝箔覆盖时,正极性放电电流幅值大于负极性放电电流,其电流脉冲上升沿和下降沿都要小于负极性放电,这可以用流注理论很好的进行解释。当介质表面有铝箔覆盖,针尖曲率较小时,放电情形类似于无铝箔覆盖的情况;而当针尖曲率较大时,负极性脉宽小于正极性脉宽,其电流幅值大于正极性脉冲。由此推测,在针尖曲率较大铝箔覆盖时放电机理发生了改变,产生了不同于流注放电的另一种放电。本文的研究为波形参数法区分不同放电类型打下了基础。     

变压器局部放电在线监测中抗电磁干扰的定向耦合差动平衡法的研究

在分析差动平衡法和极性鉴别法抗电磁干扰性能的基础上,提出了定向耦合差动平衡法;论述了该方法的基本原理和特点;通过模拟和带电试验,分析了该系统的线性度和抗干扰性能,从而证明了这种方法的有效性及应用前景。     

基于独立分量分析的发电机局部放电信号提取

发电机局部放电在线监测对于判断其绝缘状况意义较大,在研究发电机局部放电形成原因的基础上,研发了一套基于DSP的局放高速采集系统,提出了一种基于独立分量分析（ICA）的发电机局部放电信号提取方法,并通过实例证明了该方法的有效性。     

XLPE电缆典型缺陷局部放电特性研究

实时准确地监测电缆内部绝缘缺陷的局放量对电缆状态的评估意义重大。介绍了一种基于新型差分电容传感器的内置局部放电检测系统,该系统可精准测量检测部位的局部放电。同时设计并构造了3种绝缘缺陷模型,分别采用内置式局部放电检测系统和试验室局部放电检测系统对缺陷电缆接头进行局部放电检测,试验结果证明该检测系统与试验室局部放电检测系统的放电相位及相应趋势完全一致,验证了该系统的可靠性。最后分析3种缺陷模型下获得的PRPD谱图,结果表明不同缺陷模型的局部放电信号特征明显,能真实反映电缆接头放电机理,为进一步进行放电类型的模式识别提供了试验依据。     

变压器局部放电在线监测信号中的电磁干扰及抑制

抑制现场电磁干扰是基于脉冲电流法的变压器局部放电在线监测技术的关键。本文介绍了抑制周期型干扰、周期脉冲型干扰和随机脉冲型干扰的方法,对它们的优缺点地分析和比较,并提出了建议。     

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。     

电脉冲法变压器局部放电带电及在线测试技术分析

简述了变压器局部放电带电测试的方法及排除带电测试干扰的措施,介绍了变压器局部放电的在线监测技术。     

电容耦合对组合波输出波形特性的影响

为研究浪涌保护器的特性,采用仿真分析并进行了大量的实验研究,得出了电容耦合对组合波短路电流波形参数的影响规律:①耦合电容的加入,显著改变了组合波短路电流的波形参数,使电流波的波前时间和半峰值时间减小,反极性振荡和虚拟阻抗增加。②随着耦合电容容量的增加,组合波短路电流波形的波前时间和半峰值时间增加,反极性振荡和虚拟阻抗减小,当电容容量增至无限大时,短路电流波形参数和未加任何耦合组件时相同。③压敏电阻负载条件下,耦合电容对组合波短路电流波形的波前时间、半峰值时间以及反极性振荡和虚拟电阻较无负载时的参数值偏小。研究结果对组合波回路的设计提供了一定的理论指导。     

不同放电能量下酯类绝缘油的产气差异性分析EI北大核心CSCD

酯类绝缘油作为一种环境友好型绝缘液,在电力变压器中的应用越来越广泛。但不同酯类绝缘油的理化、电气特性具有显著的差异,在相同故障下其产气规律也有一定的区别。该文以天然酯、改性酯以及合成酯为研究对象,研究其在不同放电能量下的产气规律与产气差异,并将特征气体含量与放电能量进行关联性分析。结果表明,不同酯类绝缘油的产气规律具有一定差异,天然酯绝缘油易产生更多的H_(2)和C_(2)H_(6),改性酯和合成酯绝缘油易产生较多的C_(2)H_(4)和C_(2)H_(2),绝缘油的分子结构和特征气体的溶解特性差异是影响油中溶解气体的主要原因;随着放电能量的增加,H_(2)、CH_(4)和C_(2)H_(6)占比呈现下降趋势,C_(2)H_(2)、C_(2)H_(4)以及CO占比呈现上升趋势;通过特征气体的单位焦耳产气量、C_(2)H_(2)/H_(2)比值以及CO含量可以定性判断放电故障的严重程度。结果可为酯类绝缘油变压器的状态诊断提供参考。     

局部放电多光谱比值特征分析方法EI北大核心CSCD

局部放电光谱蕴含放电类型和放电能量等信息,通过对多个光谱波段的放电光脉冲进行同步检测,可为放电状态的精准判断提供新的可能。该文首先结合微型固态传感器工作特性和局部放电光谱分布,设计拥有7个独立光谱通道的单光子级多光谱局部放电同步检测系统;在此基础上,通过3种典型缺陷的局部放电试验,提出3种多光谱比值特征,并分析其随放电发展过程的演化规律;最后,采用k-means聚类算法和深度神经网络算法提出基于多光谱比值特征的局部放电模式识别模型。结果表明,3种典型缺陷下局部放电多光谱比值特征具有指纹性,在不依赖传统相位统计图谱(phase-resolved partial discharge,PRPD)特征的情况下,多光谱比值特征分析方法对放电类型的模式识别准确度达到90%以上。该方法提供了一种新的不依赖于工频电压相位的局部放电诊断方法,可为直流系统的放电诊断和电压相位缺失下的交流系统放电诊断提供一定参考。