变压器局放用UHF传感器的校准方法研究

笔者试探性对变压器局部放电测试用UHF传感器的检测校准方法开展研究。研制变压器局放UHF传感器的安装工装、可调试人造纳秒脉冲源、变压器局放故障模拟装置、缺陷模拟电极等,在实验室内对UHF传感器的灵敏度进行标定和测试范围进行校准测试。该检测校验方法也可对现场变压器局放UHF传感器安装后的性能开展测试,在实验室内用变压器模拟工装验证了现场UHF传感器测试方法。

基于GTEM小室的UHF传感器性能测试研究

为维护并及时发现GIS(Gas Insulated Switchgear,GIS)设备内部存在的故障缺陷,UHF(Ultra-high Frequency,UHF)检测法是近几年来发展比较迅速并且应用广泛的一种新型的检测技术。由于UHF传感器的标准缺乏统一标准,严重制约了UHF检测领域更大程度的发展。对于此,本文基于GTEM(Gigahertz Transverse Electromagnetic)小室设计了特高频测试系统。将纳秒级陡脉冲信号发生器产生的可调高频信号通过带宽天线在GTEM小室内部发射,产生标准的脉冲电磁场,把被测量的传感器置于测量窗口接收信号,标定了不同UHF传感器类型在安装角度下的有效高度和灵敏度2个指标。研究结果表明,不同类型的UHF传感器可以通过不同安装角度下的等效高度以及灵敏度来进行测量评价,使得UHF传感器性能有直观的标准。

UHF传感器固定角度和加装屏蔽罩对有效高度的影响

UHF检测法被广泛用于GIS设备放电检测,UHF传感器的性能影响检测结果可靠性。为避免因传感器性能不良造成的检测结果对现场工作指导性不强,需要对不同厂家、不同型号UHF定期开展参数检测工作。为避免不同试验人员获取的传感器有效高度值差异性较大问题,以长方形UHF传感器为对象,试验获取传感器长轴同GTEM小室表面孔之间夹角及传感器外表面加装屏蔽罩前后的有效高度值变化规律。试验结果表明,夹角为90°时对应的有效高度值最小,远小于国网公司规范规定的考核值8 mm,夹角为0°时对应的有效高度值最大,夹角为180°时的有效高度值略低于0°对应值,有效高度值随夹角变化的主要原因在于传感器具有方向性;传感器被屏蔽罩罩住时,有效高度值略有减小,同加屏蔽罩前的数值相比,减小幅值小于6%。研究结果为规范应用GTEM小室获取UHF传感器有效高度值的流程提供参考。

线阵UHF传感器开关柜局部放电定位方法研究

对开关柜进行局部放电在线监测及定位,可以及时发现故障及隐患,对巡检人员做进一步检修具有指导意义。特高频法用于高压开关柜在线监测具有检测频率高、外界干扰信号小等优点,但目前在开关柜局部放电检测与定位中仍存在设备通道数量受限、不能同时监测多面开关柜的问题。为此提出一种新型的线性阵列式UHF传感器开关柜局部放电在线监测方法,采用线性阵列方式实现同时对多面开关柜进行局部放电检测,并运用包络检波对局部放电信号进行频谱搬移,实现双通道数据采集功能。实验显示该方法对局部放电信号的最大定位误差为13.4cm,平均定位误差为8.1cm,在满足对多面开关柜局部放电检测与定位的同时具有良好的可扩展性与经济性。

试验间隔时长对UHF传感器有效高度的影响

UHF检测法被广泛用于GIS设备放电检测,UHF传感器的性能影响检测结果可靠性。为避免因传感器性能不良造成检测结果对现场工作指导性不强,需要对不同厂家、不同型号UHF传感器定期开展参数检测工作。两次试验之间的时间间隔可能会影响试验结果和工作效率,以某型号三只UHF传感器为对象,试验获取试验间隔时长对有效高度值变化的影响规律。试验结果表明,同一型号不同UHF传感器的最大有效高度和平均有效高度值存在明显差异,因此不可用一只传感器代表某一批产品;对同一传感器而言,试验间隔时长在5~20 min之间变化时,有效高度值对试验间隔时长的变化不敏感;多次试验结果所得数据具有一定的分散性,因此需用多次试验结果值表示传感器的有效高度。研究结果可为规范应用GTEM小室获取UHF传感器有效高度值的流程提供参考。

特高频法外置传感器等效高度参数测试

介绍了GTEM室,对UHF外置传感器等效高度参数进行了实测,从不同传感器、不同工装、不同安装角度分析了实测参数差异。

一种GIS绝缘子预埋天线式超高频局部放电传感器的研究与应用

针对GIS设备运行故障中常出现的绝缘故障,介绍了一种利用GIS绝缘子的预埋天线的UHF局部放电传感器,通过研究及其应用方案分析,提出了将其应用于新设计的GIS项目,以达到有效评估GIS产品寿命的建议。

基于FDTD的GIS局部放电UHF信号传播特性仿真研究

为研究GIS内部局部放电传播特性,通过外置式UHF传感器接收从绝缘子金属法兰浇注孔表面发射出的电磁波信号,并利用有限时域差分法(FDTD),借助XFDTD仿真软件建模一段GIS腔体,对其内部局部放电信号的传播特性进行分析。结果表明:从金属法兰浇注孔发射出的超高频局部放电信号沿GIS腔体轴线方向的电场分量最大;浇注孔长边中线处电场强度的模值大于两侧模值,且两侧对称分布;金属法兰表面局部放电信号短边侧磁场强度模值大于长边中线磁场强度。

变压器UHF局部放电在线监测试验分析

近年来，随着超高频（UHF）局放检测技术发展日益成熟，大量UHF局放监测设备应用于变压器的在线监测，因此UHF局放设备能否合格可靠的运行直接关系到电网的安全稳定。论述了局放监测的必要性以及超高频检测法在局放监测方面的优势，通过搭建试验平台对UHF局放在线监测设备进行检测试验，提供了变压器局放监测设备调试的一种方法，为变压器UHF局放监测设备调试标准的制定提供一定参考。

GIS局部放电带电测试技术研究

论述了GIS局部放电带电测试的意义、技术要求及测试方法,选择UHF电磁波信号传感法作为研究对象,通过建立GIS试验模型和设置人工局部放电源,研究不同类型局部放电信号特征,确定UHF传感器的技术参数和结构,建立局部放电定位和诊断方法。

特高频方法在GIS局部放电在线监测中的应用

综述基于特高频方法(UHF)在线监测气体绝缘组合开关设备(GIS)局部放电的现状和存在问题,主要包括监测用UHF传感器、局放信号特征量提取方法。然后对UHF电磁波在GIS腔体内的传播特性进行简要介绍,结合一起在线监测发现局放故障的成功案例得出以下结论:UHF电磁波在GIS腔体内传播会有发生一定的衰减,并且通过绝缘子处的衰减最大,其次是经过T型拐角处要大。

采用UHF测量方法对电力变压器进行现场局部放电探测和定位

对高电压电力变压器的绝缘情况作出可靠的判断是安全和节省成本运行的基本条件。介绍一种重要的现场有条件测定方法（局部放电测量）。为了将UHFPD信号从电力变压器的油箱内分离出去，可将敏感的UHF传感器应用在放油阀上。通过对带电磁UHF的电力变压器的局部放电和声学方法的比较调查发现：与声信号比较，对UHF信号具有更低的衰减作用。文中给出的若干现场／在线测量以及实验室实验显示非传统的局部放电测量方法对于现场出现的噪声具有优越性和抗扰性。