利用电缆HFCT高速采样的系统暂态扰动辨识

分散分布于电力系统各处的暂态扰动不易被变电站监测设备捕捉,因此提出充分利用电缆附件处装设的高频电流传感器(high frequency current transformer,HFCT)作为高速信号采集源,从而实现暂态扰动信号辨识。首先利用真实的HFCT样品进行暂态扰动信号采样实验,论证了HFCT采集暂态扰动信号的可行性和有效性。然后通过深入分析暂态扰动信号经HFCT滤波后高频突出、信号微弱的具体特征,提出一种基于多重时频特征矩阵的暂态扰动辨识方法。该方法利用参数优化的变分模态分解,将高频微弱波形信号解构为不同中心频率的多重分量,从中提取出波形特征矩阵。接着对不同频率分量做进一步Wigner-Ville分布时频分析,得到时频图谱并提取各分量的时频图谱特征矩阵。最后,融合波形特征矩阵与时频图谱特征矩阵构造出多重时频特征矩阵,将其作为长短期记忆网络的输入,实现暂态扰动信号的分类辨识。实验数据测试表明,该文提出的多重时频特征矩阵能充分挖掘高频微弱信号的局部细节,适用于经HFCT滤波后的暂态扰动信号分类辨识,且抗噪性能较好,为暂态扰动信号分类辨识提供了新的监测思路与方法。

基于传输系数的HFCT电气参数测试方法研究

目前,局部放电检测技术被认为是电力设备绝缘状态评估有效手段。其中基于电磁耦合法的高频电流传感器(HFCT)广泛应用于电力设备局放检测中。为了评估HFCT的性能,提出了一种基于传输系数的HFCT电气参数测试新方法。首先对HFCT进行电路等效和分析,并提出HFCT电气参数的测试方法和测试原理,同时利用网络分析仪和固定的测试夹具搭建测试系统;然后对测试系统进行电路等效和分析,得到网络分析仪测量的传输系数与HFCT的传递函数、传输阻抗之间的关系,并根据传输系数得到HFCT的带宽、上下限频率和传输阻抗;最后对多个HFCT进行实际测试,并统计各HFCT的带宽、上下限频率和灵敏度。测试结果表明,该测试方法能够快速、稳定地获取HFCT的电气参数,为HFCT性能评估提供数据支撑。

基于HFCT传感器的高压XLPE电缆局部放电带电检测方法和结果分析

本文介绍了基于HFCT传感器的高压XLPE电缆及附件局部放电检测方法在现场的应用和检测数据分析过程。现场应用表明HFCT传感器适合于现场局部放电的带电检测,具有检测信号灵敏度高,使用方便的特点。通过分析不同类型接地系统中传感器测量位置对测量结果的影响及中低频信号传输模型的特点,选取极性鉴别法对HFCT传感器测量信号进行处理。在对现场检测信号分析判别时,应考虑终端随机性脉冲干扰对检测数据的影响,根据不同类型局放信号的时频域特征对检测数据类型进行分类,并采用极性鉴别等抗干扰技术确定局部放电信号是否属于电缆接头内部产生或者沿电缆线芯导体传输的干扰信号。对于电缆局放缺陷,则应根据电缆预防性试验数据、家族缺陷等进行综合分析,判断信号产生源头。

XLPE电缆交叉互联系统中高频局放检测位置对幅值特征的影响

针对高压电缆交叉互联系统中高频局放检测位置影响检测结果的问题,设计并搭建了采用典型截面的百米级110 kV交联聚乙烯电缆线路的交叉互联系统局放检测试验平台;采用高频电流传感器对交叉互联箱的接地线、同轴电缆、换位排和接头接地引出线等4个不同检测点的局放信号进行检测,分析局放信号幅值的变化规律。研究结果显示:检测位置的不同会导致测得的局放信号幅值特征相差较大,通过选取合适的检测位置,结合局放信号幅值比较及局放谱图分析,可以有效实现局放源的识别与判定。在现场实测时,建议HFCT的最优安装位置为中间接头接地引出线和交叉互联箱换位排处,同时换位排处应采用电容臂进行短接。

110kV电缆中间接头及本体典型缺陷局部放电特征分析

针对110 kV XLPE电缆中间接头及本体制作了6种人工典型缺陷,并利用高频电流互感器耦合局部放电信号。对各类缺陷放电脉冲进行时域、频域特征分析,研究同一缺陷相同电压下不同放电时刻单脉冲波形和频谱规律,并对不同受损程度的电缆本体缺陷局部放电参数的变化进行分析。结果表明:当本体电缆波纹铝破损但未伤及主绝缘时,局部放电无法发现该类缺陷;当主绝缘破损时,在较低电压下便可检测到局部放电,但耐压试验依然可以通过,且随着主绝缘破损深度的增加,局部放电起始电压呈线性递减。

单局放传感器电缆局部放电源点定位方法研究

局部放电源点定位检测中,一般用两个局放传感器实现局放源点的位置定位和方向定位。两个局放传感器在检测设备中体积较大、功耗大、成本高,文中提出了一种基于单个局放传感器的局放源点位置定位和方向定位方法。该方法将局放传感器放置在一定的位置,根据局放源点发出的高频局放信号传输速度,计算出局放源点方向定位的基准时间。系统时间测量单元记取3个局放高频信号到达局放传感器的时间。系统根据局放高频信号到达局放传感器时间差,精确定位局放源点的位置和方向。

一种综合多种检测手段的变压器局部放电在线监测分析方法

论述了目前变压器局部放电在线监测的现状及其发展形势，介绍了变压器局部放电的产生原因及其危害。并对现有的局部放电在线监测方法进行了阐述和分析。提出了一种综合多种手段的变压器局部放电在线监测分析方法，基于此方法，模拟几种典型的放电故障，利用局部放电特征向量和Ф-q—n特征参数及局部放电指纹图谱对相应的放电类型进行了模式识别和智能判断放电类型。

冲击电压下GIS局部放电检测方法的对比研究

以试验为基础,对包含IEC脉冲电流法、高频电流传感器(HFCT)、超高频法(UHF)、声测法(AE)及光电探测法在内的局部放电检测手段在冲击电压下的应用方法进行试验研究,分析了不同方法的灵敏性和适用性。结果表明:使用IEC脉冲电流法或HFCT法测量冲击电压下的局部放电会受到较大容性位移电流的影响,采用平衡电容和时域差分的方法可有效限制容性位移电流;冲击电压源火花球隙点火时产生的电磁干扰和超声干扰会对UHF及AE法的测量结果产生较大影响,采用频率或时域的预处理手段可在一定程度上限制此类干扰;光学探测方法具有较高的抗干扰能力及较好的局部放电响应能力,但易受到放电源位置的影响产生测量盲区;IEC脉冲电流法、HFCT法及光学测量法均具有较高的脉冲分辨率,但使用前两种方法时,冲击电压波头处的局部放电信号容易湮没在噪声中,而光学测量的信噪比相对较高;AE法由于响应中心频率与施加冲击电压中心频率相近,因此在脉冲分辨率上存在不足。

高压开关柜局部放电声-电联合定位方法研究

高压开关柜发生局部放电预示存在绝缘缺陷,本文对开关柜局部放电的定位方法进行了研究。在实验室搭建了电晕放电模型,使用超声波传感器采集由放电引起的超声波信号、高频电流传感器(HFCT)采集局部放电经过耦合电容产生的高频电流。根据超声波相对高频电流的延迟时间进行定位,放电信号数据由示波器与PC端通信,通过USB方式传输到上位机,采用Lab VIEW程序对其进行滤波处理、波形分离分析得到放电点的精确位置,试验表明该方法具有较高的精确度。

多传感器联合检测技术在XLPE电缆附件局部放电定位中的试验研究

介绍了目前常用于XLPE电缆局部放电检测中的高频电流法、超高频法和声发射法检测原理,并在此基础上提出了多传感联合检测技术用于XLPE电缆附件局部放电定位的方法。通过在XLPE电缆中人工模拟局部放电信号的方式,进行了多传感器的联合定位试验。试验研究结果表明,多传感器联合检测技术在XLPE电缆附件的局部放电检测和定位中具有很好的有效性和实用性。多传感器的联合应用可以有效地排除现场干扰,提高局部放电检测与定位结果的可靠性。

矿用高压电缆局部放电测量传感器的研究及应用

监测矿用高压电缆中局部放电信号对于在线评估电缆寿命和分析绝缘状况意义重大。对比了电缆绝缘监测的常用方法,其中采用高频电流传感器监测局部放电是一种有效手段。运用无损耗传输线理论建立了少匝数分裂式高频电流传感器的模型,分析了不同材料制作的传感器频率响应差异,测试了NiZn铁氧体高频电流传感器的幅频特性,并在不同匝数NiZn传感器和耦合电容情况下,分别测量和比较了基于针板电极下电树枝化试样的局部放电。实验结果表明:所研制的传感器能够测量放电量大于10 pC,频率范围在0.3~20 MHz的局部放电脉冲,具有在线测量矿用高压电缆局部放电的能力。

GIS不同绝缘缺陷的局放检测有效性对比研究

针对110 k V真型GIS试品建立了超高频检测(UHF)、超声检测(AE)及高频电流检测(HFCT)的局部放电综合检测系统,并量化对比研究了上述3种局部放电检测方法对不同类型和不同尺度绝缘缺陷检测的有效性。结果表明:当金属尖端长度小于5 mm时,各类测量方法都难以检测到额定电压下的放电脉冲,当金属尖端长度大于5 mm时,HFCT和UHF相对AE较为灵敏,HFCT和UHF能检出的最小缺陷尺度相同;当存在悬浮电极放电时,UHF最为灵敏;对于高压侧绝缘子表面颗粒缺陷,HFCT最为灵敏,当表面颗粒靠近地侧时,AE灵敏度最高;各检测方法均能在运行电压下发现尺度在0.1~2 mm的气隙缺陷。此外,在可检出绝缘缺陷的最小尺度下,HFCT和UHF可分别响应2 p C和10 p C以上的金属尖端、金属颗粒以及绝缘子气隙局部放电,而AE响应相对滞后;各检测方法的信号强度随视在放电量的变化趋势不同,UHF对放电量变化的响应最为敏感。

基于脉冲源的高频电流传感器传输阻抗测量新方法

针对目前点频法在测量局部放电高频电流传感器(HFCT)传输阻抗上的不足,提出一种基于脉冲源的新方法。该方法使用脉冲作为激励信号注入,仅需1次测量即可获得检测频段内的传输阻抗曲线,极大地缩短了测试时间,提高了测试效率,具有操作简便、分辨率高等优点。搭建实验平台测量了多种型号HFCT的传输阻抗,分析了脉冲激励对测量结果的影响,并且将脉冲注入法和点频法进行了对比。实验结果表明:脉冲注入法宜使用上升时间小于10 ns的高斯脉冲作为激励信号,其测量结果与点频法高度一致,两者得到的传输阻抗曲线均值差不超过0.1 V/A,均方根误差小于0.25 V/A,相关系数大于0.85。

一种交联聚乙烯电缆局部放电检测装置的研制

文章介绍了一种便携式交联聚乙烯XLPE电缆局部放电装置,这种装置利用电磁耦合、超高频电磁波和声发射检测电力电缆中的局部放电信号。通过分析局放信号能够判断XLPE电缆的绝缘状态。这种检测装置能够实现对运行中的电缆进行局放检测或者长期监测,能够有效地发现设备存在的局放缺陷。在实际应用中,应进一步提高检测装置的抗干扰能力。

110 kV电缆中间接头半导电层缺陷局部放电测试技术研究

高频电流耦合法(HFCT法)和检测阻抗法是高压电缆局部放电检测重要手段,两种方法局部放电检测装置以及数据分析方法均不相同,致检测数据难以横向比对,给运维和检修带来困难。为比较两种检测手段的局部放电特性和检测性能,本文建立基于高频电流耦合法(HFCT法)和检测阻抗法的电缆中间接头气隙缺陷试验系统,设置了110kV电缆中间接头外半导层气隙缺陷模型,逐级升压激发缺陷的局部放电信号,利用PD-check采集和分析两种方法得到的放电谱图、单次脉冲的时频域特征。实验结果显示,在相同的局部放电测试环境下,检测阻抗法的抗干扰能力及测试灵敏度优于高频电流耦合法。

110 kV电缆中间接头半导电层缺陷局部放电测试技术

高频电流耦合法(HFCT法)和检测阻抗法是高压电缆局部放电检测重要手段,两种方法局部放电检测装置以及数据分析方法均不相同,致检测数据难以横向比对,给电力人员运维和检修带来困难。为比较两种检测手段的局部放电特性和检测性能,本文建立基于高频电流耦合法(HFCT法)和检测阻抗法的电缆中间接头气隙缺陷试验系统,设置了llOkV电缆中间接头外半导层气隙缺陷模型,逐级升压激发缺陷的局部放电信号,利用PD-check采集和分析两种方法得到的放电谱图、单次脉冲的时频域特征。实验结果显示,在相同的局部放电测试环境下,检测阻抗法的抗干扰能力及测试灵敏度优于高频电流耦合法。

基于不同传感方式的高压电缆中间接头高频局放检测比对研究

相比于在线监测,局放带电检测因其灵活、便捷的技术效用,已在高压、超高压电缆线路获得广泛应用。针对高压电缆线路中不同结构形态接头或对于同一结构形态的接头具有不同接线引出方式而言,采用不同的局放传感或耦合方式可产生差异化的检测效果。本文首先介绍了针对不同结构形态及金属套引出线方式和不同类型传感器安装的高压电缆绝缘接头高频局放带电检测方式;其次建立了以绝缘接头、金属套引出线及连接箱为对象且采用不同传感方式的局放检测等效回路模型,重点比对分析了接头本体外置金属箔电极耦合、引出线高频电流传感以及互联箱旁路电容臂+高频电流传感三类放电信号拾取方式下检测量值差异,并讨论影响检出效果的主要因素;通过实验室模拟接头与现场真型接头的两类试验,获得不同信号拾取方式下实测值,验证了理论分析的差异化结果;最后从检测效果优化提升的角度提出了对具有不同接线方式的绝缘接头,应灵活选取适用的高频局放带电检测方式。

雷电冲击电压下局部放电检测方法有效性研究

为了研究冲击电压下局部放电现象,搭建了冲击电压发生装置。以油纸绝缘气隙模型为试验对象,通过超声波法、高频电流法和超高频法对雷电冲击电压波形下的局部放电信号进行测量,列出典型波形进行对比分析。试验结果表明,高频电流法能有效提取局部放电脉冲,为进一步研究冲击电压下局部放电特征和机理提供参考。

XLPE直流电缆典型缺陷局部放电特性研究

局部放电是表征电力设备绝缘状态的最有效的手段之一,然而关于直流电压下XLPE电缆典型绝缘缺陷局部放电特征的研究较少。文中首先深入分析了直流下复合绝缘材料局部放电机理,总结了XLPE电缆常见缺陷类型及其原因。使用单芯XLPE电缆及其预制式接头制作了金属毛刺电晕缺陷、应力锥处半导电层沿面放电缺陷以及绝缘交界面气隙放电缺陷,在直流电压下进行阶梯式加压试验。基于高频电流法采集局部放电数据,获得了各缺陷不同放电严重阶段的多种典型特征,包括放电量-时间间隔-放电重复率三维图谱,前序放电量、前序放电时间间隔与当前放电量相关性散点图。提取了典型统计图谱的28个指纹特征,并使用RBF神经网络进行模式识别获得了较好识别正确率,从而验证了特征有效性。

电容式电力设备局部放电高频和特高频综合在线检测

文中提出了电容式电力设备局部放电的UHF和HFCT综合检测,既具有UHF方法的抗电磁干扰能力和定位能力,又具有HFCT方法的局部放电量估计的能力。实验结果显示:局部放电的HFCT的测量脉冲幅值和局部放电量具有较好的线性关系,可进行局部放电量标定和估计;以局部放电的UHF信号为时间参考,对HFCT信号进行平均降噪,可以有效提高信噪比,更好满足局部放电量估计的需求。