用于GIS局部放电检测的电容型传感器

气体绝缘组合电器(GIS)的同轴结构有利于局部放电激发的电磁场传播，为内部传感器检测局部放电提供了有利的条件，针对GIS结构及其中局部放电的特点，设计了用于局放信号检测的圆板型和圆环型两种内置电容耦合式传感器，描述了该传感器的结构。通过方波响应试验仿真与试验实测研究了传感器频率响应特性，并采用方波信号输入输出关系曲线分析了传感器对暂态信号搞合的输入输出特性。用所设计的传感器进行GIS模拟装置中电晕放电脉冲实测，实测结果表明设计的传感器性能可靠，灵敏度较高，可用于GIS局部放电的测量。     

检测高压电缆附件局部放电用超高频蝶形天线的研究

针对电缆附件的结构及附件内部易发生绝缘故障导致局部放电的特点,设计了用于电缆附件局部放电信号检测的内置超高频超宽带蝶形天线传感器.仿真和实测表明,该蝶形天线的有效工作频带为350～585 MHz.模拟实验表明该天线传感器灵敏度高、性能优越,能在有效频率范围内检测到局部放电信号,可以用于电缆附件局部放电超高频信号的检测.     

高压电缆中间接头局部放电统计特性分析

设计制作了高压电缆中间接头内部4种典型绝缘缺陷物理模型,并构建了相应的局部放电(Partial Discharge,PD)试验研究平台,利用内置宽频带圆环型传感器获取了不同绝缘缺陷模型下的大量PD数据。通过放电统计特征分析表明,4种放电形式在相位分布和偏斜度、峭度、不对称度等统计特性上有显著的区别,可作为反映不同绝缘缺陷的有效特征。此外,沿面滑闪和导电微粒两种放电对电缆接头绝缘性能的破坏较为严重,建议现场运行应给予高度重视。     

用于非接触式局部放电检测的盘锥天线的研制

为实现非接触检测一定范围内电气设备局部放电(PD),研究并设计了宽频带、高增益和水平面(H面)全向性的超高频(UHF)天线作为PD信号检测传感器.通过分析盘锥天线的辐射特性和特性阻抗,确定其设计为UHF信号接收天线具有优势,再通过仿真计算,对天线结构进行了优化,据此制作出离散化加工的盘锥天线,该天线频带为200 MHz～2 GHz以上,平均增益4 dB以上,达到设计要求,在对较远距离外模拟放电信号和变电站实际放电信号的接收试验中表现出良好的UHF信号接收能力.基于该天线可以开发出固定式或车载式PD监测系统,该系统可以监测整个变电站设备PD情况并且其工作不同设备发生接触.     

基于超声波的XLPE电力电缆局部放电测量与分析

为准确判断电缆附件内部的绝缘状态,避免电缆发生绝缘击穿,对交联聚乙烯(crosslinking polyethylene,XLPE)电力电缆局部放电进行研究。在实验室环境下对尖端放电、气隙放电和沿面放电3种XLPE电力电缆放电类型进行模拟,采用超声检测系统研究了XLPE电力电缆三种缺陷局部放电特性,分析不同缺陷放电超声信号的时域特征和相位谱图特征,研究了不同电压与最大放电幅值、平均放电幅值及放电次数之间的关系,得到典型放电谱图。结果表明:同一缺陷类型在相同条件下放电稳定,重复性好;不同缺陷类型的放电发展过程有所差别,所呈现出来的局部放电谱图、单个脉冲波形、PRPD谱图区别明显。     

基于有限元分析的XLPE电力电缆仿真实验

交联聚乙烯(XLPE)电力电缆的电树枝老化威胁其安全运行,为了研究针尖缺陷对电缆绝缘电树枝产生的影响,文中运用ANSYS软件对电缆内部针尖缺陷进行模拟仿真和理论分析,并与现场所测得中压XLPE电缆的耐压强度进行对比,对试验结果进行了验证,并指出了局部电场畸变是引发贯穿性放电通道的主要因素.     

电缆局部放电检测中周期性窄带干扰的抑制

局部放电检测系统由于覆盖了比较宽的频带,采集到的信号中会不可避免地包括背景噪声或干扰信号,针对局部放电检测中比较严重的周期性窄带干扰信号,介绍了现有的抑制此类干扰的方法。研究了基于db4小波基的软阈值小波包变换去除周期性窄带干扰的方法,在实验室环境下,对交联聚乙烯（XLPE）电缆的局部放电进行检测,用小波包变换去除所采集波形的周期性窄带干扰,由试验结果可以得出小波包变换抑制周期性窄带干扰效果良好．     

GIS局部放电信号及内置传感器检测分析

气体绝缘组合电器(GIS)局部放电不仅激发横向电磁波(TEM),而且会激发横向电场波(TE)和横向磁场波(TM).利用电磁场中的并矢格林函数理论,推导出了GIS中PD信号在任意点激发瞬变电场的计算表达式,在计算GIS中PD激发的电场时,应考虑TEM波和检测频段内所有高次模波的贡献.在实验室GIS模拟装置上,设计了灵敏度及抗干扰能力优于外置传感器的内置传感器,并用天线模型对其进行了频率响应特性分析,最后直接用高参数数字存储示波器测量了由金属突出物缺陷产生的局部放电信号.     

基于DSP+FPGA的高压电缆故障定位系统的研究

针对高压电缆故障如何做出精确定位问题,设计了基于脉冲注入的局部放电定位法的高压电缆故障定位装置。该装置以DSP+FPGA双CPU为核心,在电缆本体或者屏蔽接地线上安装高频电磁耦合传感器,局部放电(PD)脉冲信号在电缆屏蔽层中会被感应到,经FPGA处理模块反应与DSP控制传输送至后台管理软件,可快速精确判断电缆故障所在位置。经实验室及现场试验分析证明了该装置的有效性和准确性。     

XLPE电缆综合在线监测系统的研制

本文研制了一套XLPE电缆的综合在线监测系统,该系统通过电缆接地线同时监测直流分量、中性线电流以及局部放电信号对电缆主绝缘和外护套实施绝缘评估。研制的监测系统由高频电流传感器、工频电流传感器、直流电流传感器、数据采集系统以及相应的保护电路组成。其中高频电流传感器实现电缆局部放电信号的检测,响应频率选在1～8MHz;工频电流传感器实现电缆中性点接地线电流信号的测量,量程为0～50mA,精度为1%;直流电流测量通过高精度电阻实现,测量精度可达10nA;监控后台采用装有专家系统的工业控制计算机实现电缆绝缘的智能诊断。     

高压交联聚乙烯电缆附件局部放电特性分析

构建了110 kV电缆中间接头内部4种典型绝缘缺陷物理模型,通过建立电缆附件局部放电(partial discharge,PD)试验研究平台,获取不同绝缘缺陷模型下的放电数据,并构造了三维放电图谱,分析了单次脉冲的时频域特征及放电统计特性.试验结果显示,在起始放电阶段各缺陷下的放电脉冲波形比较稳定,时频特性有明显差异,其随机性主要表现为脉冲峰值的波动,而放电区间、放电重复率等统计特征也有很大不同,这些特征可用作放电类型识别的依据.     

Correlation between geometrical parameters of electrical tree and corresponding partial discharge parameters in XLPE

This paper deals with the experimental study on the correlation between the geometrical parameters of electrical tree and corresponding partial discharge (PD) characteristic parameters in the course of electrical tree aging within cross linked polyethylene (XLPE) insulation. The electrical tree aging tests were performed on specimens removed from a section of 220 kV transmission cable. The PD macroscopic characteristic parameters were found to be significantly dependent on the corresponding geometrical parameters of electrical tree channels in the course of aging of XLPE, and different kind of electrical tree has different characteristics, and there is obvious correlation between the type of electrical tree and the pre-applied power-frequency stress. Beside, using regression analysis, the expression of the relation between them were obtained, and from which it can be seen that there is significant nonlinear correlation between geometrical parameters of electrical tree and corresponding PD characteristic parameters in the course of aging of XLPE. Therefore, the aging degree of XLPE can be effectively evaluated by recognizing the changing regularity of the PD rnacroscopic characteristic parameters.     

Partial Discharge Characteristics in the Course of Aging within XLPE Insulation

This paper deals with the experimental study on the correlation between partial discharge （PD） characteristic parameters and corresponding aging degree of insulation in the course of the aging within eros,s-linked polyethylene （XLPE） insulation. The aging tests were performed on a section of 10 kV transmission cable by means of water needle method. The PD macroscopic characteristic parameters were found to be significantly dependent on the corresponding aging degree of insulation in the course of aging of XLPE, and different kind of aging stage has different characteristics. Beside, there are similar regularity but different PD amplitude in the course of aging of XI.PE insulation in different electrolyte, and their insulation life is different. Therefore, according to the chan ging regularity of the PD macroscopic characteristic parame ters within XLPE insulation judging the aging degree of XLPE insulation will be an effective method.     

中心分布归类法对短电缆局部放电的模式识别

研制了一套微机辅助的可对局部放电源进行检测和识别的系统,建立了一种以马氏距离对局部放电指纹特征空间划分为基础的中心分布归类识别法（ＣｅｎｔｒｕｍＳｃｏｒｅ）,并编制了识别不同类型放电缺陷的通用计算机程序．该方法对４种典型的交联聚乙烯（ＸＬＰＥ）电缆局部放电缺陷的测试和分析表明：文中的方法和计算程序是可靠的,可用于识别不同的电缆局部放电模型．文中对特征值进行了仔细筛选,从而提高了计算的效率和识别的准确率．     

基于电缆频率特性及信号脉冲宽度的电缆局部放电在线定位方法

为减小电力电缆局部放电定位过程中噪声及反射脉冲的干扰,实现局放源的在线定位,提出了基于频率特性及信号脉冲宽度的电缆局部放电定位方法。该方法通过模拟局放脉冲信号在电缆中的传播,分析了局部放电脉冲信号在电缆中的传播特性,推导出考虑频率特性的脉宽变化函数关系式,最后结合实测的脉宽与传输距离的拟合曲线,通过迭代计算获取准确的故障位置。利用PSCAD/EMTDC搭建电缆模型,在不同故障距离下的对该方法进行仿真验证,并与小波变换的定位结果进行比较,结果表明其定位误差低于0.6%,说明该方法具有较高的准确性与实用性。