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.     

基于小波提取的超宽频带局部放电信号分形分析

为了研究超宽频带局部放电信号在各个频段上的局部特征、发现特征频段，应用小波分析技术，将局部放电信号进行小波分解，使信号变为各个频段的信号，然后计算各个频率段信号的分维数，并通过分维数的变化，来量化分析信号特征峰的特征。应用这种方法，可以得到各频段的放电信号的分形特征，为进一步研究超宽频带放电信号的变化规律奠定了基础。     

大电机线棒超宽频带局部放电信号的时频特性研究

利用开发的超宽频带局部放电测试系统,研究了退出运行的300MW汽轮发电机定子线棒和780kW电动机线棒的超宽频带局部放电特性。运用联合时频分析技术,分析了这些放电信号的时频域特征,发现线棒的局部放电时域信号包含着丰富的高频分量,其直线部分和“R”部分的主放电特征峰出现的位置比较相似。同时,还发现随着老化程度的加深,放电时延缩短,在时频联合域上能量密度向高频方向移动。该发现为今后评估电机线棒的绝缘寿命提供了一种新的方法。     

基于自适应谱的局部放电信号时频特性分析

应用自适应谱对单个局部放电脉冲信号进行了时频特性分析,并与短时傅里叶变换谱、离散Wigner分布和Choi-Williams分布相比较,结果表明自适应谱上有能量集中、时－频域分辨率高、无交叉干扰项等优点,它能够细致刻画局部放电信号在时频平面上所发生的变化过程,准确反映出局部放电信号的时频特性,从而为局部放电信号的特征提取和模式识别开创了一条新的途径,对时频谱的分析还发现,局部放电信号的的频率分量达到GHz范围,这就为超高频和超宽频带局部放电检测的研究提供了理论依据。     

局部放电的数学模型和频域特性

本文建立了描述电介质材料内部局部放电动态过程的数学模型.首先采用Laplace 变换和数值计算法得到了放电电脉冲的时域特性.由于表达式中不少参数是时间的隐函数,本文运用非线性拟合和数值计算,又从放电脉冲的时域特性获得了相应的频域特性,计算结果与本文采用宽频带频谱测试所得的放电脉冲频域特性基本相符,且变化趋势相同.证实了所建立的局部放电数学模型是合理的,以此研完局部放电的频域特性及其动态过程是有效的.     

油纸绝缘中局部放电的超宽频特性研究

利用超宽频带技术对油纸绝缘局部放电的特性进行了研究,分析了电极形状、绝缘形状、绝缘材料类型对放电脉冲特性的影响,以及脉冲随外加电压的变化。研究结果表明：油纸绝缘中的局部放电脉冲与电极的形状关系不大,但随绝缘材料的不同而不同;在一定电压范围内,放电脉冲的形状变化不大,且其峰值变化具有较强的随机性;当外施电压超过某一范围时,放电脉冲的形状将产生明显的变化,波形不再惟一,脉冲的峰值也逐渐增大。研究结果对于利用放电脉冲波形特征进行模式识别和剔除外来干扰具有一定的理论价值和工程应用的参考意义。     

大型电机局部放电监测用宽频电流传感器及应用的研究

研制了一套局部放电在监测用的宽频带电流传感器，对其幅频特性进行了分析并给出了实测结果，运用该感器对发电机绝缘中几种典型的局部放电进行了实验，获得了几种放电的时域及频域特征。从而为发电机中不同放电源的识别和绝缘诊断提供了依据，最后给出了使用宽频带电流传感器组成的监测系统对电厂２台发电机的实际测试结果。     

外部传感器超高频GIS局部放电检测技术

针对GIS同轴结构中局部放电脉冲所激发电磁波的宽频带特征，设计出一种新型局部放电超高频检测非频变超宽带天线，用无限巴伦实现天线和传输线之间的阻抗匹配．由超宽带天线、宽带放大器、数字存储示波器和计算机组成外部传感器超高频局部放电检测系统，利用该系统对所建立的GIS固定微粒局部放电模型进行检测，并对局部放电源进行定位，实验结果表明，设计的天线满足GIS局部放电超高频检测要求，建立的系统可以方便地实现GIS局部放电检测和局部放电源的定位。     

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.     

基于集总电阻的超宽频带超材料吸波体设计

设计了基于集总电阻的超宽频带微波超材料吸波体,并通过仿真和实验进行了验证.依据等效媒质理论,通过S参数反演法计算了加载集总电阻的超材料吸波体结构等效电磁参数.结果表明:复合结构吸波体超宽频强吸收特性源于良好的阻抗匹配以及电谐振和磁谐振.此外,设计的复合超材料吸波体具有极化不敏感和宽角度吸收特性.最后,通过实验测试得到的复合超材料吸波体吸收率大于85%的相对带宽达到130.2%.设计的超宽频带吸波体将在电磁能量捕获和隐身领域具有广阔的应用前景.     

超宽带引信天线时域建模与仿真

 针对超宽带引信天线的带宽及体积因素, 利用电磁场仿真软件进行超宽带天线建模与仿真。在频域中分析超宽带引信天线的驻波比曲线、天线增益; 在时域中分析超宽带引信天线的辐射信号特性及天线方向图。通过两者结果可以得出, 针对超宽带引信天线, 采用时域分析法为主、频域分析法为辅的方法可得到理想的分析仿真结果。     

一种U形地板、 半圆环形馈源终端的超宽带天线设计

设计一种U形地板、 半圆环形馈源终端的超宽带天线, 并分析扇形半径、 半圆环内径和外径、 U形结构地板上矩形的长和宽等参数变化对天线性能的影响. 天线由半圆环形馈源终端、 共面波导馈线和U形结构地板构成, 采用共面波导方式馈电. 结果表明, 设计的天线具有超宽带性能, 有效工作带宽为3~12.9 GHz, 尺寸为20 mm×20 mm, 辐射特性和增益特性良好, 可应用于超宽带无线通信终端设备中.     

气体绝缘组合电器局部放电的超高频检测

为了有效抑制气体绝缘组合电器GIS局部放电中出现的低频段干扰,在理论上分析了超高频检测GIS局部放电可行性的情况下,进一步研究了GIS局部放电超高频传感器、模拟无源滤波器以及相应的宽带和窄带检测方法.在实验室GIS模拟装置中,运用研制的内置圆环传感器检测系统进行超高频法检测.实验结果表明该检测系统可有效地避开空间的电晕及周期性脉冲干扰信号等低频段干扰.同时,窄带检测法能够避开超高频微波干扰信号,是一种有效的局部放电检测方法.     

气体泄漏对全封闭组合电器局部放电影响的仿真分析

气体泄漏对气体绝缘全封闭组合电器(gas insulated substation,GIS)局部放电的影响有待研究,但缺少相关研究手段。为此,首先提出等效相对介电常数的概念,推导等效相对介电常数与气室压强、温度、分子数等的关系,从极化原理上分析其表征气体泄露程度的可行性;然后利用XFdtd三维电磁场仿真软件建立同轴波导结构自由金属微粒缺陷下的局部放电(partial discharge,PD)模型,仿真分析发生气体泄露后的局部放电情况;通过对特高频(ultra high frequency,UHF)电磁波时域信号与放电频谱的分析,探究气体泄漏的影响。仿真结果表明,基于等效相对介电常数气体泄漏对GIS局部放电影响的分析得以实现,同时揭示了脉冲宽度、主频、信号幅值等特征量的变化规律。     

时间反转超宽带系统的空间谱定位算法

根据超宽带无线电技术的电磁波定位原理,提出了一种超宽带空间谱定位算法,结合多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法并利用超宽带信号源的频带分割获取多频下的时反算子.仿真结果有效地验证了本文所采用的方法具有良好的定位成像能力.     

基于等角螺旋天线的GIS局部放电在线检测研究

对GIS局部放电的产生进行了分析,介绍了GIS局部放电的几种检测方法。着重论述了GIS特高频检测法和平面等角螺旋天线,探讨了如何使用特高频局部放电传感器进行现场测试。     

检测电缆附件局部放电内置传感器的特性分析

针对高压交联聚乙烯(cross-linked polyethylen,XLPE)电缆的结构及其附件内部易出现绝缘缺陷而导致放电的特点,基于电容耦合原理研制出用于电缆附件局部放电(partialdischarge,PD)信号检测的宽频带电容型内置传感器,通过建立传感器特性分析的电路模型,全面分析了影响传感器性能的各个因素,对其响应的频率特性进行了实测,并在实验室110 kV XLPE电缆PD试验平台上对电缆接头内部沿固体复合介质表面产生的放电进行试验研究。测试结果表明:研制的内置电容型传感器频率响应特性优异,能传感纳秒级暂态脉冲信号,其有效频带达500 MHz,可以用于XLPE电缆及附件PD超高频(Ultra-high frequency,UHF)信号的检测。     

认知超宽带无线通信系统及关键技术分析

分析了认知无线电技术与超宽带技术相结合的必要性及可行性,阐述了认知超宽带(CUWB)无线通信系统的基本工作原理,描述其认知过程,给出系统认知循环的处理模型,并在此基础上设计出了系统的结构框架,最后对CUWB系统的若干关键技术进行了探讨.     

一种基于分形结构的UWB天线的设计

对一种超宽带平面圆形单极子印刷天线提出改进方法,通过在圆形贴片上蚀刻分形几何中的Sierpinski三角,使天线满足在2．8～15．1GHz的超宽带频带要求,并且实现了4．5～5．9GHz的频率缺13的功能,大大提高了天线的抗干扰性．通过仿真表明,天线的远场辐射方向图,驻波比VSWR均满足要求,并且分形特有的尺寸缩减性实现了超宽带天线的小型化．为分形天线的几何参数与电参数之间关系的研究提供理论依据与数据支持．