“L”形测试截面下GIS绝缘间隙UHF信号传播特性

当采用特高频UHF(ultra high frequency)检测技术进行局部放电监测时,基本均假定GIS具有良好的同轴波导射频传播特性,并不能完全反应实际GIS运行情况。为了掌握实际复杂GIS形状下的UHF信号传播特性,文中设计“L”形测试截面以及现场实际GIS的“П”截面,并首先进行实验测试,分析“L”形截面对UHF信号传播特性的影响,但只能得到GIS绝缘间隙中局部位置(传感器位置)的信号强度;为此,文中建立了“L”形有限元模型FEM(finite element model),并将FEM分析结果与测试结果进行对比,证明了该有限元模型的正确性,以此为基础,可分析得到整个GIS绝缘间隙的UHF信号传播特性。结果表明,所提实验室“L”形截面测试结果和有限元模型能够真实反应实际情况,准确性高。

变压器局部放电定位技术及新兴UHF方法的关键问题

局部放电检测作为一种发现潜在绝缘缺陷的早期预警技术,近年来由于UHF方法的引入而在抗干扰方面取得了一定的突破。本文概述了几种主要的电力变压器局部放电检测和定位方法的现状和特点,并针对新兴的UHF局放检测和定位技术的发展情况,指出了该方法应重点解决的关键技术问题。

GIS中典型局放缺陷的UHF信号与放电量的相关分析

超高频(UHF)信号与放电量的关系是局部放电UHF检测研究的难点问题,为了解GIS局部放电UHF法的检测结果与脉冲电流法的参量之间的关系,通过4种典型缺陷的局部放电模型的实验研究,比较了UHF信号的能量、二次积分、峰值电压、峰峰值、波面积等参量与放电量及放电量平方之间的联系。研究表明,UHF信号能量与其放电量平方的线性关系均具有最高的可决系数,即UHF信号能量与放电量平方之间存在线性关系;得到了UHF信号能量与其放电量之间的最佳回归曲线。研究结果对用超高频法定量检测电力设备局部放电具有重要的参考价值和指导作用。

空气绝缘输电线路中不同气压对UHF信号与放电量之间关系的影响

气体绝缘输电线路（GIL）已成为替代架空输电线路与高压电缆的首选方案,为研究气体绝缘开关设备（GIS）中UHF信号与气压之间的关系,针对0.1～0.4 MPa不同气压下金属突出物缺陷模型的局部放电情况,提取了UHF信号的信号能量与重积分等典型特征量,与脉冲电流法信号进行了相关性分析。研究表明：各个气压下的UHF信号能量及其重积分与放电量平方的线性关系具有较高的相关系数;UHF信号能量的线性斜率与气体压力相对应;放电量的分布区域在高气压下狭小,但与低气压时相比,UHF信号的能量随之变化的灵敏度较高。研究结果丰富了气压变化条件下的UHF检测数据库,为标定空气型GIL UHF信号放电量的研究奠定了基础。

UHF风廓线雷达降水数据判别方法的比较与评价

给出了5种UHF风廓线雷达降水数据的判别方法,利用北京CFL-16型对流层风廓线雷达于2007年6—8月获取的部分观测数据,对5种判别方法进行对比分析。结果表明,这些方法在降水天气下判断正确率都在89%以上,其中,建立关于垂直径向速度和信噪比、垂直径向速度和谱宽的判别函数两种方法判断正确率均达99%以上。

基于UHF和HF的局部放电降噪方法的研究

采用基于阿基米德螺旋天线的特高频法与基于电流传感器的高频法对比测量的方法 ,发展了一种新型的降噪方法。其基本原理是 :高频法测得的脉冲信号中包括了油中放电信号和空气中电晕造成的脉冲干扰信号 ;特高频法测得的只有油中放电信号 ;故对高频法获得的信号 ,在仅对应于特高频法获得的信号处开窗时 ,可剔除脉冲干扰而获得油中放电信号。模拟实验以及现场变压器的实测结果证明这种降噪方法可有效抑制各种干扰特别是脉冲型干扰。

UHF无线电波在无分支沟道中的传播特性

用不完全波导理论，分析了ＵＨＦ无线电波在沟道结构中的传播特性，讨论了沟道的倾斜、侧壁的吸收及表面的粗糙对传播特性的影响。结果表明，由于周围介质的吸收引起的衰减与频率的平方成反比；侧壁表面粗糙度引起的衰减与频率成反比；而侧壁倾斜引起的衰减与频率成正比；实际沟道结构的不完全性将引起电磁模式的转换，增加传播损耗。理论结果与实验数据非常一致。

紧缩场超高频(UHF)天线测试方法的研究

针对CCR120/100紧缩场超高频(UHF)天线测试的问题,根据紧缩场的现有条件,给出了利用紧缩场进行UHF天线辐射特性测试的方法,以及进一步提高测试精度的方法,以满足卫星UHF频段天线辐射特性测试的需求。

基于智能聚类算法的UHF法变电站空间多源局部放电定位方法

基于特高频法(ultra high frequency, UHF)的变电站内局部放电定位技术已获得应用,但目前研究主要集中在单源(单局放源)定位,对于多源定位的问题缺乏探索。该文研究了聚类算法在多源局放定位中的应用,首先,综合阈值法与能量累积函数法计算双、三源UHF信号到达时间差,采集时间差数据用于聚类分析;将常用的K-mean聚类算法与Twostep算法进行聚类对比,结果表明后者平均误差相比前者低18.7%,基于Twostep算法以及2维高斯正态分布的思想提出了适用于单、多源的3σ-Two step算法,相比Two step算法平均误差低22.5%。其次,在实验室内将改进的算法应用于多源局放的定位测试,利用不动点迭代法求解局放源坐标,定位结果表明:经过多次测试求得定位误差的平均值,双源2组测试的每点误差分别为0.34 m、0.49 m,两源之间距离增大2.62 m,误差减小了30.6%,三源每点误差为0.72 m;将双源与传感器之间的距离增大1倍,平均每点定位误差为0.46 m,相比未增大双源与传感器的距离误差增大了35.3%。最后,将此算法和设备应用在福州新建变电站,经过多次测试定位到一处支柱绝缘子电晕放电,在一处隔离开关定位到偶发性的放电,每点定位误差在0.6~2.2m范围内,相比实验室定位精度更低但依然满足实际要求,验证了算法的有效性。

XLPE电缆附件局部放电UHF和VHF联合检测

介绍了电磁耦合法测量XLPE电缆局部放电故障原理以及应用方法,重点比较了基于VHF(甚高频)传感器和UHF(特高频)传感器的检测方法在XLPE电缆局部放电在线监测技术中的应用。结合2种检测方法各自的优点与存在的弊病(VHF:衰减慢,可标定放电量,抗干扰能力差;UHF:抗干扰能力强,衰减快,不可标定放电量),推荐了XLPE电缆附件局部放电的UHF和VHF联合检测方法。

基于UHF法的变压器局部放电在线监测系统的开发

变压器是电力系统中的重要设备,它的绝缘状态直接关系到电网的安全运行。目前监测变压器局部放电的方法有很多种,但是由于超高频传感器安置在变压器箱体内部,变压器壳体的屏蔽作用使得超高频检测法的抗干扰能力优于目前传统局部放电检测法,该法可以最大限度避开干扰信号。目前,变压器的在线监测技术已经得到了大量的应用。根据保定某变电站的现场要求,利用delphi基于超高频法开发了一套基于超高频法的管理系统,并且在现场得到了应用,取得了较好的效果。

GIS体外UHF法检测局部放电的研究与应用

简单介绍了GIS几种局部放电常用的检测方法,具体介绍了GIS局部放电UHF检测法,分别对UHF检测法检测原理、干扰原理、定位原理进行了阐述,通过对局部放电的波形特征、相位特征和频率特征的综合分析列出了各种局部放电现象的特征经验总结表。最后给出了GIS局部放电UHF检测法的一个典型实例,应用此实例对GIS进行了局部放电现场测试并进行了测试分析。

基于多信息融合的GIS局部放电类型识别方法研究

为了实现气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)局部放电故障类型的识别,利用GIS局部放电试验采集的特高频(ultra-high frequency,UHF)和超声波信号得到了局部放电相位解析(phase resolved partial discharge,PRPD)图和格拉姆角场(Gramian angular field,GAF)图,提出了基于自适应卷积神经网络的GIS局部放电类型识别算法,优化了卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)超参数,建立了基于决策级多信息融合的GIS局部放电类型识别模型框架,研究了不同GIS局部放电类型识别方法的准确性及内在影响因素。结果表明:基于超高频和超声波信号的决策级多信息融合方法能够进一步提高GIS局部放电类型的识别准确性,识别准确率在98%以上,提出的决策级多信息融合方法的识别准确率高于特征级多信息融合方法,研究成果可为GIS局部放电类型识别提供技术支撑。

特高频法检测GIS局部放电的试验研究

介绍了特高频法检测 GIS内局部放电的模拟试验方法。试验表明特高频法可有效地消除电晕干扰 ,检测的放电信号随 GIS内放电间隙的增大而减小 ,随传感器与放电间隙距离增大而减小。特高频电磁波信号传播时间差可对 GIS内局部放电进行初步定位。

GIS局部放电特高频信号波形分析与特征参量提取

采用高采样率数字检测设备采集特高频(UHF)信号的波形,通过对UHF信号波形分析可实现多源放电分离。为此提出了一种局部放电UHF信号波形分析方法:采用高斯平滑滤波算法获得UHF信号的包络线,提取其上升时间、下降时间等特征参量;提取过零率参量用于表征UHF信号的振荡特性;利用数学形态学梯度方法表征累积能量函数的上升陡度,提取最大上升陡度参量。将提取的特征参量应用于气体绝缘组合电器(GIS)内混合缺陷的多源放电分离。在GIS内建立了尖端、自由微粒、悬浮电极及盆式绝缘子表面附着金属丝4种典型缺陷,并利用4种缺陷的UHF信号测试了特征参量的可分性;利用模糊最大似然法对特征参量进行聚类,实现了GIS内尖端悬浮及尖端沿面2组混合UHF信号的有效分离。结果表明,该波形分析方法表征了局部放电UHF信号的主要特征,提取的特征参量对GIS典型缺陷的UHF信号具有良好的可分性,并可有效分离混合缺陷产生的局部放电信号。

GIS局部放电特高频在线监测系统传感器配置方案研究

笔者通过在一个220 kV GIS线变间隔断路器气室、母线气室和进线气室安装尖刺故障模型,在盆式绝缘子和绝缘衬垫上进行检测,验证了特高频传感器的灵敏度及衰减特性。结果表明:在外加电压7 kV、视在放电量为5 pC的试验条件下,UHF传感器就可以准确地检测放电信号,并准确判断放电类型及故障位置。试验发现局部放电产生的电磁波经过L型、T型、断路器仓、CT等结构,发生了明显衰减。不带金属屏蔽环的盆式绝缘子和绝缘衬垫,更有利于检测放电产生的电磁波信号。根据测试结果提出了合理的GIS局部放电特高频在线监测系统传感器配置方案。

GIS悬浮电极缺陷局部放电测量与分析

笔者通过建立试验模型对气体绝缘全封闭式组合电器设备中悬浮电极缺陷局部放电特征进行深入研究,在实验室中以一段220 kV电压等级的GIS设备为试品,设计了悬浮电极缺陷放电物理模型,采用逐级加压法对悬浮电极进行局部放电试验,试验过程中同时采用脉冲电流法、特高频法和超声波法对局部放电情况进行监测,获取悬浮电极缺陷的放电特征及发展趋势。试验结果表明,随着施加电压的升高,悬浮电极缺陷的放电程度越来越剧烈,具体表现为放电次数增多、放电幅值增大和放电相位区间变宽。利用特高频传感器获取的放电数据,绘制了悬浮电极缺陷放电脉冲的时域、频域谱图及PRPD谱图,为局部放电严重程度评估提供了依据;同时对试验采用的3种检测方法观测结果进行了对比分析,结果表明,特高频法能够避免电磁干扰,具有高的灵敏度,更适合于局部放电在线检测。

基于超高频特高频法的GIS局部放电特征图谱提取与研究

局部放电检测对发现GIS设备内部潜在的缺陷发挥着重要作用,不同类型的放电对GIS的危害程度存在明显差别,正确识别GIS的放电类型对于保证设备安全运行、评估绝缘状况和制定检修策略具有十分重要的意义。文中研究了三相共筒式GIS在运行中常见的故障类型,根据具体的试验条件,,设计了4种典型的绝缘缺陷模拟常见的GIS故障类型,并通过采用超高频特高频(UHF)法对存在故障的GIS进行了局部放电检测,分析了4种绝缘缺陷放电的典型图谱,为GIS的稳定运行和故障的及时检修提供了依据。

全绝缘管母线局部放电的检测与分析诊断

介绍了全绝缘管型母线的绝缘结构和特点以及局部放电在线检测的两种方法:超声波检测法、超高频检测法。以泉州局某变电站#1主变35 kV侧全绝缘管型铜母线中间接头的局放在线检测为例,重点介绍了上述两种方法的综合运用,对测试结果进行分析,判断可能存在的故障并对其进行定位,通过解体处理,确认了分析诊断结果的准确性。

GIS特高频局部放电检测与诊断技术的研究进展

UHF法作为一种抗干扰性能佳、灵敏度高、易识别缺陷类型以及可实现放电源定位的局部放电检测方法,在GIS绝缘缺陷和故障诊断中有着良好的应用前景。通过介绍近年来GIS局部放电电流特性、UHF信号传播特性、UHF传感器设计与测试、诊断与评估技术等方面的重要研究成果,讨论了UHF检测盲区、幅值量化标定、危险度评估等目前在研究和实践中存在的问题,提出了今后GIS UHF技术的研究与应用发展方向。