用于油中局部放电定位的超声相控接收阵传感器的研究

基于超高频和超声波相控接收阵的局部放电定位法,研制了16×16阵元的相控超声波接收平面阵传感器.使用相控阵理论对该传感器的特性进行了理论分析,模拟实验表明,在变压器中能接收到局部放电产生的超声波频带内,阵元的接收性能是良好的.以触发压电超声波源的电脉冲信号作为时间基准,对单一的和2个同时发射的、用以模拟油中局部放电的压电超声波源进行了定位实验.结果表明,利用该传感器对压电源的定位在传感器正法线处的系统误差小于2%,且能在一次检测中实现多超声波源的定位,故该传感器可以用于变压器中局部放电的定位.     

油纸绝缘中局部放电时间序列的混沌特性及其模式识别

为了对局部放电进行识别,建立并使用电脉冲法测量了油纸绝缘中的5种典型缺陷模型,利用混沌方法研究了局部放电的时间序列信号.结果表明,局部放电具有明显的混沌特征,是一个混沌过程.根据局部放电的混沌时间序列和由其得到的混沌吸引子能定性地分析和识别局部放电类型.选取相空间重构参数和重构后的混沌特征量对局部放电的混沌特性进行了定量表征.利用径向基(RBF)神经网络对相间局部放电(PRPD)和局部放电的混沌分析(CAPD)方法分别作了模式识别的效果验证和比较,表明两者的识别结果良好且各有优势.综合选取PRPD模式的统计算子与CAPD模式的混沌特征量作为神经网络的输入向量,平均正判率达到95%以上,明显提高了局部放电类型的识别效果.     

油／纸绝缘沿面局部放电特性研究

采用局部放电测量方法,研究了油/纸沿面从局部放电起始到贯穿闪络整个过程中局部放电量、放电谱图、放电频率及单个放电脉冲的变化情况.采用两种具有不同老化程度的油样研究了油样在沿面闪络过程中对局部放电测量结果的影响.研究结果表明,在初始电子产生阶段,放电量和放电频率均很小,放电集中在工频峰值处,随着电压的升高,放电量和放电频率随之升高,放电处于工频上升处.当临近沿面闪络时,放电量会迅速增大,放电脉冲呈现脉冲序列形式,会听到较大的放电声.油样的老化会降低局部放电起始电压,并导致沿面放电在流注发展阶段的放电量和放电频率增加.     

用于电力变压器局部放电定位的超声波相控阵传感器的研制

针对电力变压器中局部放电的准确定位问题,将超声波相控阵技术引入局部放电定位中.基于超声波相控阵理论,考虑在运行变压器中的应用环境,在对传感器各个组成部分的材料及特性进行综合分析的基础上,研制成功了16×16阵元的平面超声波相控阵传感器.该传感器具有阵元数多、尺寸小、定位精度高及可适用于高温液体中的优点,适合于放入变压器内部进行信号的接收,传感器单个阵元中心频率为150kHz,带宽为100kHz.使用压电声源和油间隙放电等模拟实验对阵元的性能进行了实测,结果表明,该传感器能够对局部放电产生的超声波信号进行灵敏接收.实验室中的模拟定位实验结果表明,该传感器适用于对变压器中局部放电的定位.     

局部放电超声波信号的检测及预处理

研制了局部放电超声波检测系统，并对局部放电模型的放电特性进行了研究．比较了电荷放大器和电压放大器对局部放电超声波的接收，设计了十阶高通、六阶低通滤波器构成的101～273kHZ带通滤波器，对经硬件滤波后的采集信号进行了小波包分解与重构．研究表明：电荷放大器比电压放大器能更好地接收小电容值的压电传感器耦合的超声波信号；带通滤波器能有效地抑制背景噪声和工频干扰；对小波包分解后的低频重构信号设定特征量及其容限，在小波包重构时能分离出电磁波．对超声波信号采用这种软硬件结合的预处理措施能达到满意的抑制各种噪声和干扰的效果．