雷电冲击电压下油纸绝缘气隙模型的局部放电测量与分析

介绍了冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电的机理与过程,构建了油纸绝缘气隙模型,设计了冲击电压下油纸绝缘气隙局部放电的测量系统,采用ORIGIN数值分析软件进行局部放电脉冲的分析与处理,并分析了冲击电压下局部放电主脉冲及波尾多次脉冲的波形特征,探讨了雷电冲击电压下油纸绝缘气隙模型的局部放电起始电压和平均放电重复率等参数性质.试验结果表明:油纸绝缘气隙模型在雷电冲击电压下的局部放电脉冲分为波头时间的主放电脉冲和波尾时间的多次低幅值脉冲,冲击电压的等效频率很高,在测量信号中存在一个幅值很高的由容性电流引起的电压信号叠加在局部放电信号之上,要进行滤波处理;冲击电压波形的随机性与局部放电信号的随机性导致冲击电压下的局部放电信号分散性很大,需要采用统计的方法进行分析.这些试验结论为油纸绝缘类电力设备绝缘状态评估奠定了基础.     

直流下油中局部放电脉冲波形测量与特性分析

在简述直流下局部放电模型及其检测方法之后,设计了直流下局部放电试验以及具有超宽频率响应的脉冲波形测量系统.为了验证测试电路具有足够的频率响应范围,利用方波源产生的陡下降沿对测量电阻进行了校验,同时对直流下空气中电晕放电波形进行了测量,结果均表明该系统满足试验要求.在上述工作基础之上,构造了6种油纸绝缘模型以模拟换流变压器的典型缺陷,并利用该测量系统获取了缺陷模型在直流下的大量放电脉冲波形.试验结果分析表明,直流下变压器油中放电稳定,放电脉冲不存在振荡分量和过冲,放电规律与阐述的直流下局部放电模型一致,不同放电波形的特征参数均有差别.这些特性为直流下局部放电类型识别提供了试验依据.     

单气隙局部放电仿真模型的修正与关键参数的确定

针对目前国内外局部放电仿真模型不能客观反映局部放电物理过程的问题,提出了一种单气隙局部放电仿真模型的修正方法,并确定了影响仿真结果的一些关键参数.该修正方法将气隙分为气隙绝缘电阻和气隙沿面绝缘电阻,引入了气隙沿面半导电化过程,并在仿真计算中考虑了气隙放电的时间过程以及放电的电子雪崩过程.根据放电的实际物理过程,应用工程近似计算方法,确定了仿真模型中放电起始电压、放电熄灭电压和气隙等效电阻、等效电容等关键仿真参数,从而使仿真模拟接近于绝缘试样中气隙实际放电过程,仿真得到的气隙局部放电波形不同于国外仿真得到的锯齿波,十分接近于实际测量波形,为深入开展局部放电仿真研究奠定了基础.     

绝缘试样老化过程中超宽频带放电信号的分形分析

在超宽频带局部放电研究中,局部放电特征峰的大小、位置和老化时间之间的变化规律,一直是研究工作中的一个重点.在应用小波分析技术提取超宽频带局部放电各频段信号的基础上,提出了采用分形分析技术对局部放电信号各频段信号进行分维数的计算,用分维数来量化分析超宽频带局部放电的频谱特性.应用该方法,对绝缘试样老化过程中特征峰的变化规律进行了量化分析,发现了一些典型特征频段,为根据局部放电特性进行的电力设备绝缘诊断奠定了技术基础.     

乙丙橡胶绝缘中气隙引起的局部放电研究

为了研究三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene monomer,EPDM)电缆绝缘中由于气隙引起的局部放电及其变化规律,分别制作了含有被绝缘包围气隙和与电极相连气隙缺陷的乙丙橡胶试样,搭建了局部放电测量系统,试验测量并分析了不同频率正弦电压作用下两种气隙的局部放电起始放电电场强度,重点分析了工频电压下,气隙放电的起始放电量及局部放电分布图。试验结果表明:气隙引起的局部放电起始放电电场强度与外施电压频率和气隙直径有关。工频下,不同气隙类型的局部放电分布图随外施电压幅值呈不同的形状,两种气隙类型下的局部放电分布谱图均呈现兔耳型分布,且正负半轴相对局部放电发生相位对称分布。与电极相连气隙受气隙位置影响,正负半周局部放电幅值大小不同。本文研究内容为诊断矿用EPDM电缆绝缘中气隙放电类型及分析局部放电过程提供了依据。     

数字滤波技术在局部放电检测中的应用

针对电力设备进行局部放电的过程中,受外界影响较大,干扰信号甚至会将局部的放电信号全部覆盖掉的问题,采用数字滤波技术来有效控制干扰信号的发生。对此,首先分析了局部放电的概况以及脉冲电流法,对利用数字滤波抑制局放干扰的方法进行总结,包括局部放电检测中的抗干扰问题和数字化局部放电测量。在此基础上,结合实例,研究了数字滤波技术控制干扰信号效果,结果表明滤波处理后的波形和放电脉冲信号清晰可见,噪音控制效果良好。     

局部放电脉冲波形数字测量与分析系统

为检测局部放电快速变化的脉冲电流波形及根据波形进行放电模式识别工作 ,研制了一套数字测量与分析系统。系统硬件部分包括宽带信号检测器件、高速数字示波器等。实测着重考虑了高压测量中的屏蔽 ,高速采集系统的带宽 ,以及放电实验样品的多样性等因素。结果证明该测量系统具有灵敏度高 ,测量准确 ,对脉冲波形畸变小等优点 ,可用于测量局部放电脉冲波形。系统软件的采样程序能够通过人机界面完成对示波器的通信与控制 ,数据的人工或自动采集 ,波形绘制与打印 ,数据的二进制、ASCII码、图形文件保存及文件间转化。系统软件的数据处理程序能够完成对波形的检出和特征量的提取。特征提取中应用了包括自回归模型在内的多种方法。采用前馈神经网络对不同的放电模式进行了识别。研究结果表明 ,利用局部放电的脉冲波形可以识别不同模式的放电     

UHF局部放电信号包络检波电路设计与实现

气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号频率大多分布在300 MHz～1.5 GHz,直接对特高频原始信号进行采样和分析,要求系统必须具备较高的采样率,导致需要处理传输的数据量巨大,成本高昂,工程应用困难.而气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号的包络波形同样携带着大量的放电缺陷特征信息,对提取的包络波形进行采样处理,一方面可以大大降低对系统采样率的要求,另一方面也保留了局部放电缺陷大部分的特征信息.根据气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号特性,设计实现了一种适用于气体绝缘组合电器局部放电产生的特高频信号的包络提取检波电路,实测结果表明,该检波电路响应速度快、惰性失真小,提取的包络波形与特高频原始信号的轮廓基本一致,较好地保留了气体绝缘组合电器局部放电所携带的特征信息.     

Modbus通信协议下的局部放电监测功能的实现

为实时监测电力设备的绝缘状况，以Modbus协议作为通信基础，设计与局部放电指示器通信的上位机软件，并在局部放电指示器的通信程序中编写协议。上位机通过RS485串口与局部放电指示器相互通信，利用Visual Studio 2017软件平台窗体应用程序中的应用模块搭建上位机界面，在模块中编写串口和Modbus通信程序，实现修改局部放电指示器的通信参数和读取局部放电检测结果的功能。试验证明，上位机能够与局部放电指示器稳定地进行数据交换，快速方便地修改通信参数，实时获取局部放电检测结果，监测设备运行状态。     

基于大数据分析挖掘技术的电力设备局部放电诊断方法

当前电力设备状态参量规模逐渐增加,电力设备状态数据来自多个不同系统,较为复杂。传统诊断方法不能有效处理大规模数据,导致电力设备局部放电诊断结果不可靠。为此,提出一种新的基于大数据分析挖掘技术的电力设备局部放电诊断方法。给出谱图生成过程,对电力设备局部放电特征进行提取。对电力设备状态参量进行大数据分析挖掘,完成对电力设备各种状态参量的组合、特征合并处理。通过皮尔逊相关性理论计算相关系数。依据相关系数,利用优化迭代将电力设备样本分成若干类,获取对应聚类中心。将局部放电样本聚集在一起,依据局部放电特征实现诊断。实验结果表明,所提方法诊断可靠性与实用性强。     

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.     

电磁出钢装置中座砖内温度分布的分析

针对钢包电磁引流技术中,钢包不是固定装置,现场流动性比较强,无法对感应线圈进行连续冷却这一技术难点.提出了将座砖做成内外组合式,把感应线圈镶嵌到内部座砖里,然后在线圈的顶端和内侧添加高温隔热材料,来减少热量向线圈传递,防止没有水冷时线圈因温度过高而失去工作能力.在实验室条件下,对座砖内温度分布进行了测试,并以此为不同材质的隔热板隔热性能的高温实验做出指导,结果表明:通过添加40mm厚蛭石隔热板后,当高温面温度达到1 000℃,而低温面温度为294℃,低于铜的再结晶温度,线圈处于能够工作温度范围内.     

Aging assessment of large generator insulation based on PD measurements

The statistical parameters of phase resolved partial discharge (PD) distribution and ultra-wideband (UWB) characteristics of PD pulse are proposed for aging assessment of large generator insulation. Multi-stress aging tests of the model generator stator bar specimens were performed and PD measurements were conducted using both digital PD detector with frequency ranging from 40 kHz to 400 kHz and UWB PD detector with bandwidth from 10 MHz to 3 GHz at different aging stages. The test results show that the skewness and UWB frequency characteristics of PD can be taken as the characterization parameters for aging assessment of generator insulation. Furthermore, the measurement results of real generator stator bars show that these methods based on statistical parameters and UWB characteristics of PD are prospective for aging assessment and residual lifetime estimation of large generator stator insulation.     

变压器典型油纸绝缘局部放电特性

根据对变压器油纸绝缘内部常见缺陷的分析,制作了5种油纸绝缘缺陷放电模型,并在不同温度和电压下进行老化实验,用以模拟变压器中的实际缺陷.研究了不同类型放电的发展过程,分析了温度和电压对油纸绝缘局部放电的影响.对应于不同类型的放电和同一放电模型的不同放电阶段,放电的灰度图谱都存在较大差异,因此,可以通过灰度图谱来区分不同的放电类型和放电阶段.所得结果为进一步研究变压器局部放电模式识别和绝缘老化特征提供了实验依据.     

卷积混合模型分离算法与多局部放电混合信号分离

为了辨识GIS内多绝缘缺陷产生的单一PD信号,对多PD信号在GIS内的传播与混合机理进行深入分析,提出采用卷积混合模型描述其混合过程,并构建分离算法分离多PD信号以获取辨识所需的单一PD信号。结合PD信号的非平稳特性,将各多PD信号在时域空间下划分成短时内平稳的子信号集合,利用Molgedey-Schuste算法在频域内对子信号进行分离,再利用子信号包络线的相关性在频域对分离子信号进行重构,获取各单一PD信号,以实现对非平稳多PD信号的分离。经仿真和实测多PD信号的有效分离,证实了多PD信号在GIS内线性卷积混合特性的假设,同时为用外置UHF检测法获取多绝缘缺陷产生多PD信号的辨识提供了新方法。     

采用微线结构传感器的高压电机定子绝缘监测系统的研究

局部放电在线检测技术是高压旋转电机定子绕组绝缘监测的有效方法。介绍了一套对大型汽轮发电机和高压异步电动机进行在线局放检测的系统 ,该系统采用一种基于微线理论的新型放电传感器 (简称 MSL S)获取局放信号。详细地研究了该传感器的特性 ,并在实验的基础上研究了该系统的抗干扰能力 ,结果表明该系统有更好的抗干扰性能。同时 ,对放电量的标定问题进行了讨论 ,指出检测系统的输出信号受检测电路的频率特性、局放信号本身的频谱和从放电点到传感器的传递函数诸因素的影响。对于电机这一类绕组型的绝缘结构 ,视在放电量的标定是与放电点的定位密切相关的。     

超高压变压器线圈分区绝缘结构设计的优化算法

提出了大型超高压变压器线圈分区绝缘结构设计的优法算法。该算法以离散 变量优化方法为基础，通过调整分区线圈类型和分区长度，使入波绕组的起始电压分布 满足给定的对地电位或油道电压的限制，且尽可能接近最终电压分布，以减弱线圈内部 的电压振荡。此外，还提出一种快速计算起始电压分布的方法，使联立求解节点电压方 程的规模显著减少。     

局部放电特性参量和谱图的数字测定技术

为实现局部放电测量的数字化，研制一套局部放电数字测量系统。该系统具有较高的脉冲分辨率及良好的线性度，并能测定局部放电的多种特性参量和谱图，在实测中使用简便，性能可靠。应用此项局部放电数字测定技术所得的多侧面的定量结果，可为绝缘老化的机理分析及状况估计提供必不可少的条件。     

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。