新型GIS局部放电柔性内置阿基米德螺旋天线研究

针对气体绝缘组合电器(GIS)内置式特高频(UHF)传感器空间利用率低、尺寸较大并且可能破坏GIS内部电场分布的问题,文中设计了一种新型柔性内置阿基米德螺旋天线。利用振幅随幅角线性增加的正弦波加载方式对天线本体进行小型化处理,使天线径向尺寸缩小57.8%,并对背馈巴伦进行曲折小型化,使巴伦长度减小56.4%。设计的柔性天线本体直径146 mm,厚度0.27 mm。有限元仿真和实物测试结果显示,柔性天线在弯曲半径为0、250、350 mm时,在720 MHz~3 GHz频段内驻波比VSWR≤5;在1.02~3 GHz频段内VSWR≤2;在工作频段内具有良好的全向辐射特性。搭建局部放电试验平台对天线性能进行分析,结果表明文中设计的柔性天线在弯曲形变前后均可检测到放电量20 pC以下的PD辐射电磁波信号。

1000 kV GIS断路器局放带电检测异常分析与处理措施

文中介绍了一起1000 kV GIS断路器局部放电带电检测异常的详细经过、缺陷处理、原因分析以及后续整改措施。检修人员通过对1000 kV GIS设备开展局部放电带电检测、SF6分解物检测等工作,分析超声波和特高频局部放电异常信号特征,锁定异常信号的位置,判断出GIS内部可能存在轻微故障。然后经过现场检查确认了故障的存在,对故障断路器进行整体更换处理,并将故障断路器保存原样返厂进行分析。最终通过现场开罐检查、返厂解体、异物样品检测等手段找出局部放电异常的原因,本次1000 kV GIS断路器局部放电信号异常的原因为屏蔽罩开裂、紧固螺丝松动导致。屏蔽罩开裂主要原因是屏蔽罩紧固螺钉松动,屏蔽罩受力不均匀,导致屏蔽罩安装孔附近金属疲劳开裂,而螺丝松动的原因为锁固剂涂覆不规范、螺栓紧固力矩不符合要求。后续对同类设备进行整改,优化静侧屏蔽罩结构,增加屏蔽罩的整体强度。在屏蔽罩螺栓连接处增加半圆垫圈,并将屏蔽罩紧固螺丝垫圈更换为外径更大的特殊垫圈,提高屏蔽罩紧固的可靠性。通过对该缺陷的处理和分析,在GIS安装、验收、运维检修等方面制定相应对策防止该类缺陷再次发生。

SCG算法在GIS设备局部放电模式识别中的应用研究

为了更好识别气体绝缘组合电器设备复杂的局部放电模式,利用特高频检测法和比例共轭梯度算法检测局部放电信号,并搭建气体绝缘组合电器设备模型。结果表明,当时间为13.5 ns时,检测到2号传感器的放电信号,并且波形频率更高说明离放电电源更近。在训练集,悬浮与尖端放电的识别准确率为80.6%,复杂局部放电类型平均识别准确率为86.2%。在验证集,悬浮与尖端放电的识别准确率为83.3%,平均准确率为93.2%。设置30的隐含层数,此时数据分类的准确率为87.3%。这证明局部放电类型识别准确率较高,对检测电力系统的安全性和可靠性提供保障。

适用于550 kV GIS现场的局放检测方法研究与应用

随着GIS设备投运数量的逐渐增加,由设备本身缺陷造成的故障时有发生,而局部放电测量是检测GIS缺陷最方便、有效的方法。为确定真实局放量与人工脉冲之间的最佳匹配规律,以验证超高频局放测量方法的灵敏度,以550 kV GIS产品为研究对象,选择金属颗粒模型作为标定5 pC模型,获取标定5 pC时的陡脉冲信号,并将该信号注入内部UHF传感器进行测量,结果表明获取的内部信号UHF传感器噪声水平明显高于标准值,验证了该方法的有效性,为后续GIS产品现场局放检测方法实施的准确性和可靠性提供了依据。

GIS组合电器内部放电诊断试验和原因探讨

文章针对GIS组合电器内部放电诊断试验和原因,采用事件分析的方式,介绍内部放电诊断试验,阐述内部放电的原因及解决措施。结果表明,通过超声波、特高频局放检测技术联合诊断,明确放电位置为灭弧室,返厂解体检查发现内部合闸电阻传动部位螺栓螺母脱落,引起悬浮电位放电,和检测技术所得结论一致,证实了联合检测的有效性及可靠性。

GIS中典型缺陷局部放电的超声波检测

为了研究超声波法在GIS中局部放电检测中的应用,在实验室以一段220 kV电压等级的GIS母线腔体为试验对象,设计和模拟了GIS中典型的局部放电模型,使用超声波方法对其放电信号进行检测。实验结果表明,不同缺陷类型的超声信号在波形、幅值和PRPD图上会呈现出不同的特点,通过对GIS腔体不同位置的检测,可以精确的定位出缺陷位置。研究表明,超声的方法在检测GIS局部放电信号时有较好的灵敏度和精确的定位,检测结果为今后对GIS局部放电模式识别提供了试验依据。

GIS的壳体振动现象及其检测

本文实验研究了金属壳体受激振力而引起的振动现象及传递过程以及GIS内部局部放电引起的壳体振动信号的时域、频域特性及其影响因素,还研究了几种信号的处理方法和定位方法,并在实验室中得到局部放电的检测方法及监测的灵敏度。

GIS局部放电特高频在线检测和定位

特高频(UHF)电磁波信号传感用于气体绝缘组合电器(GIS)的局部放电在线检测能够获得很好的抗干扰效果.研究了在GIS体外进行局部放电特高频传感的技术,开发了一种拥有可移动传感器的GIS局部放电在线检测定位仪器,并建立了相应的检测和定位方法.实际测量显示:文中提出的GIS局部放电体外传感方式能够获得满意的检测灵敏度、抗干扰效果和定位精度,所采用的移动式传感器具有一些重要的优点.

GIS局部放电超高频信号的包络分析与缺陷识别

为实现GIS故障检测和缺陷识别,设计了超高频(UHF)包络检波电路和高速数据采集系统,并针对5种典型的GIS缺陷进行了缺陷模型的局部放电试验,获得了这5种典型缺陷的超高频包络信号数据。试验结果表明,同一缺陷模型所产生的局部放电包络信号时域特征大致相同,不同缺陷模型的包络形状不同。论文在此基础上提出了基于时域特征参数和BP神经网络的GIS缺陷模式识别方法。采用该方法后,试验数据缺陷模式识别正确率高达96%以上。

基于GIS中电磁波传播路径特性的局放源定位方法

气体绝缘开关设备(GIS)中发生局部放电(以下简称局放)时,为查找绝缘缺陷,需对局放源进行准确定位。超高频(UHF)时差定位法由于原理简单、实现方便、定位精度高等优点获得了广泛应用,但当局放信号的初始脉冲较小而难以确定信号的起始脉冲时间时,UHF时差法将难以有效运用从而导致较大误差。为提高时差定位法的准确性,对局放电磁波在GIS中的传播路径特性进行研究,分析结果表明,局部放电产生的电磁波在GIS中的传播路径与局放源的位置、检测点的位置密切相关,据此提出了基于传播路径的脉冲时差定位法。实验结果表明,当局放源位于GIS外壳附近、电磁波信号初始脉冲很小、难以辨识时,用该方法可以准确定位。

基于信号包络谱的GIS局部放电超声诊断方法研究

笔者应用基于信号包络谱的分析方法对局部放电超声信号进行研究,并在实验室环境下建立悬浮电极、针尖电晕、自由金属微粒3种GIS内部典型绝缘缺陷的局放模型进行诊断识别,根据识别结果总结出了不同类型缺陷所表现出的不同测量特征。

550kV GIS现场交流耐压试验下放电故障的定位与分析研究

笔者结合超声波在线监测、放电电压值和SF6分解产物测量等多种手段,定位和分析了某变电站550 kV GIS现场交流耐压试验下的4处放电故障,总结研究了这几次放电故障,讨论了盆式绝缘子沿面闪络的主要原因,探讨了沿面闪络与缺陷局部放电、表面电荷输运之间的关系,认为盆式绝缘子表面金属颗粒易于起始负电晕放电,积聚负表面电荷,进一步畸变表面电场,提供放电通道发展所需的电荷;同时当盆式绝缘子与电极接触不良时,认为此时沿面放电易于起始于三结合点处的介质阻挡电晕放电,该放电的发展与带电粒子的迁移扩散运动是形成沿面放电的前提条件。最后提出了GIS超声波故障定位与分析以及相关实验与理论研究的几点建议。

雷电冲击耐压过程中GIS局部放电特高频检测有效性研究

笔者对气体绝缘金属封闭式开关设备(GIS)在雷电冲击耐压过程中局部放电特高频检测有效性进行了试验研究。1号UHF传感器检测冲击电压发生器及其周围空间中的电磁波信号作为参考信号,2号UHF传感器检测GIS盆式绝缘子辐射出来的电磁波信号。通过对比两个传感器检测波形,可以明显分辨出干扰信号与GIS内部的局部放电信号。当GIS内部存在局部放电时,2号UHF传感器检测到的脉冲信号存在3个明显的脉冲族群,且各脉冲族群脉冲信号幅值、疏密及分布规律不同。局放信号出现在脉冲信号起始4μs之后,持续时间较长,约5μs左右。试验结果表明,采用UHF法进行雷电冲击耐压过程中的局部放电信号检测有效可靠。

一次GIS避雷器中的局部放电在线检测和故障分析

运用超声波法和特高频法相结合的局部放电检测技术,发现和定位了运行中的220 kV站GIS(全封闭组合电器)避雷器气室内部的局部放电,对放电源的类型进行了详细的分析和判断,确定为浮电位部件放电类型。通过停电解体检查证实了检测和分析诊断结果的准确性,为应用带电测试技术积累了经验。

GIS局部放电定位的频域时差读取方法

局放(PD)源定位通常依赖于局放信号时域波形获取时差,然而,当信噪比(SNR)很低或者PD信号的初始脉冲较小时,难以获得PD信号的起始脉冲时间。笔者摒弃对时域PD信号分析,结合GIS中电磁波的传播模式特性,通过FFT变换将时域波形转换为频域PD信号进而在频域研究,提出一种精确获取时差的新算法。采用时域有限差分法(FDTI))建立模拟组合绝缘电器并获取PD信号,进行理论PD时差获取及新算法抗干扰性能的分析研究;同时在模拟GIS试验平台上分别采用内置天线和外置天线检测PD信号以获取实测PD时差,并分析影响时差精度的内在因素。仿真和试验结果表明,频域时差算法能有效获取PD信号时差,并且具有很强的抗干扰能力。

基于虚拟仪器的GIS局部放电声电联合检测系统

笔者设计了一套基于虚拟仪器的GIS局部放电声电联合检测系统,通过不同速率的数据采集模块对GIS局部放电过程中所产生的超高频、高频电流以及超声波信号进行多通道同步联合检测。系统基于LabVIEW虚拟仪器平台开发,可连续捕捉与采集存储局部放电脉冲波形信号、实时计算放电脉冲相位。利用采集的局放信号进行时频分析和模糊聚类实现了多源局放的有效分离和类型判断,同时基于多路局部放电超高频信号与超声波信号本身或两者之间的时差可实现局部放电源的定位。该系统已在多个220 kV及500 kV GIS变电站的局部放电现场检测中得以应用,检测结果验证了系统的性能。

GIS局放状态检测策略研究

局部放电测量是GIS等高压电力设备绝缘检测的重要手段,在工程应用中发现了大量缺陷案例。文中调研分析了当前国内外局部放电检测技术发展和应用的现状,从放电过程、表观特征以及电磁干扰影响因素等角度阐述了GIS局部放电的检测和诊断的复杂性;在此基础上,深入分析了现有局放检测技术产品和相关标准的特点及其有效性;根据局部放电理论和实践研究的新进展,结合电力设备运维的技术经济性分析,针对电力设备出厂试验、耐压试验、投运后不同的运行阶段以及不同的运行可靠性需求,提出了延长单次局部放电检测时间以及采用移动式监测、在线监测和专家诊断型便携式检测相结合的差异化状态检测新策略。文中的研究成果有利于提升局部放电检测技术实施的有效性,提高电力设备的运行可靠性。

GIS超声波局部放电检测技术的应用分析

在介绍GIS局部放电检测原理的基础上,分析了超声波法在新安装GIS交接试验及故障处理中现场实际应用。提出根据GIS结构形式来确定局部放电测试时的试验电压和时间,延长交流耐压时间,加强局部放电测试密度,以弥补交流耐压试验的不足;以悬浮屏蔽类缺陷为例,根据超声波局放信号特征进行放电源定位、数据分析及故障类型判断分析,通过对GIS故障设备解体检查验证故障诊断的正确性。现场经验为GIS设备超声检测技术的推广和缺陷诊断提供了一定借鉴作用。

GIS故障检测新技术

根据GIS局部放电特点和信号传播特性 ,研制了一种GIS故障检测装置 ,经过试验验证和现场实际应用 ,证明该装置是成功的 ,它能有效地检出GIS内部故障 ,定位准确。

特高频局部放电检测在GIS测试中的应用

针对特高频局部放电检测在气体绝缘全封闭组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)测试中存在的问题,对现场典型案例进行研究,分析相关案例在资料检查、仪器和工具准备、测试点选择、测试操作、典型图谱对比、故障点精准定位等环节中可能出现的问题,提出了特高频局部放电检测要领,提高了局部放电检测的准确性,对保证电网安全运行具有重要意义。