局部放电脉冲电流波形宽带检测技术研究
电缆局部放电波形特征与脉冲传播研究
A b s t r a c t : F o r t h e s t u d y o f p a r t i a l d i s c h a r g e( P D)wa v e or f m c h a r a c t e r i s t i c s , t y p i c l a P D w a v e f o r ms t e s t s r a e p u t f o r w a r d o n s i x k i n d s o f c a b l e - j o i n t f a u l t s .E q u i v a l e n t t i me a n d r f e q u e n c y o f t h e w a v e f o r m re a c a l c u l a t e d . T h e t w o p a r a m e t e r s c a n e x p r e s s t h e w a v e f o r m c h a r —
D O I :1 0 . 1 3 6 4 8 / j . c n k i . i s s n 1 6 7 4 - 0 6 2 9 . 2 0 1 4 . 0 5 . 0 0 8
中 图分 类 号 :T M8 3 5
文 献 标 志 码 :A
电缆 局 部 放 电 波 形 特 征 与 脉 冲 传 播 研 究
摘 要 :为 了研 究 电 缆 头局 部 放 电 的 波 形特 征 ,制作 了 6种 故 障 电缆 头进 行 了局 部 放 电试 验 ,获 取 了典 型 的局 放 波 形 信
号。对信号提 取特征参数 包括等效时 间和等效频率 ,可 以对波形信 息进行有 效表 达 ,以 区分 不 同类 型的放 电和噪声 。 结合脉冲在长 电缆 中传播的试验结果 ,分析 了传播 前后特征参数的 变化情况 ,结果可用于测试信 号的分类和定位 。
高压电缆局部放电宽带高频脉冲电流检测技术与应用
和 气 隙 放 电4 种 典 型 高 压 电缆 绝 缘 故 障模 型 。 其 号
现场高速采集单元
US B串 口
I
特 高 频 噪 声 传 感器
图3 宽带脉 冲 电流在 线检 测 系统
电流 传感 器 耦 合 的信 号 经 过低 损 耗 高频 同轴 电缆 传 输至 采集 终端 , 进 行信 号 的 A D变 换 、 采集 ; 噪声 传 感器耦 合 的空 间 U HF信 号 通 过 R F同轴 电
1 . 1 宽带 高频 脉 冲 电流 法
充 电过程形成脉 冲 电流信 号 i 、 i 、 i 。 , 分别 通过 宽带
宽带 高 频 脉 冲 电 流 法 的 简 单 原 理 如 图 1所 示, 当测 试端 c 产 生 局 部 放 电现 象 , 脉 冲 电 流 经 耦合电容 C 在 所 检 测 的 阻抗 两 端 产 生 瞬 时 的 电 压 变化 A U( 脉 冲 电压 ) , 经 过传 输 、 信 号滤 波 、 放大 和检波等处理 , 测量 局 部放 电 的基本 参 数 。宽带 高 频脉冲 电流法 主要测量 局部放 电所 产生 的高频 信号
高频脉冲电 流 传感器 H F C T 、 H F C T : 、 H F C T  ̄ 。
收藕日期 : 2 0 1 5 - 0 6 . 2 9 作者简介 : 肖睿 , 助理工程师 , 2 0 0 9年毕 业于 日 本早稻田大 学生产 经营管理 专业, 现在 中国石
化安全工程研究院从事 石化行业 电气安全方面
时有 发 生 … 。绝 大 多 数 电 缆 绝 缘 故 障 表 现 为 终
图1 宽带 高频 脉 冲 电流法 基本 原理 示意
1 . 2 电缆终 端 、 中间接头 简化 等效
GIS设备局部放电检测技术的研究
GIS设备局部放电检测技术的研究发表时间:2019-08-06T09:47:32.423Z 来源:《防护工程》2019年9期作者:陈江添[导读] 本文对当前存在的GIS局部放电检测技术进行了分析和总结,对比了多种检测技术和检测方式共通和互补的地方,认为只有综合采用多种检测技术和检测方法才能更有效的对GIS进行状态评估和故障诊断。
广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞 523000摘要:气体绝缘组合开关设备(Gas Insulated Switchgear ,GIS)是电力系统重要的电气设备,在电力系统中得到越来越广泛的应用。
由于GIS结构的封闭性,当设备内部发生局部放电时往往难以发现,对这些设备常有状态监测和故障诊断的要求。
本文对当前存在的GIS局部放电检测技术进行了分析和总结,对比了多种检测技术和检测方式共通和互补的地方,认为只有综合采用多种检测技术和检测方法才能更有效的对GIS进行状态评估和故障诊断。
关键词:GIS;局部放电;检测技术;0 引言气体绝缘组合开关设备(Gas Insulated Switchgear,简称GIS)是一种成套高压电气设备,它将断路器、母线、隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、套管等多种电气元件封闭组合在接地的金属外壳中,充以0.3MPa~0.4MPa的SF6气体作为绝缘和灭弧介质。
GIS 以其结构紧凑、占地面积少、受环境影响小、不会产生噪音、运行安全可靠且维护工作量少等突出特点,在电力系统中得到越来越广泛的应用。
GIS可靠性高,不少厂商认为停电检修周期为10年以上。
虽然如此,GIS还是存在若干缺点。
如充SF6气体的设备绝缘距离小,电场强度高,在介质或电极小有缺陷时会对绝缘强度有重要影响因此,对这些设备常有状态监测和故障诊断的要求。
GIS的绝缘故障常常伴有局部放电(Partial Discharge,缩写为PD)现象的发生。
局部放电是指发生在电极之间的非贯通性放电。
局部放电波形研究分析及图谱识别
局部放电波形分析及图谱识别一、局部放电的波形分析图3-5中检测阻抗Z m 可由电阻、电感、阻容并联元件、电感电容并联元件等构成。
而对于局部放电脉冲而言,可用图3-9的回路来计算检测阻抗Z m 上的波形。
C kC x△uZm图3-9 计算Z m 上电压波形的等值回路1、Z m 为R 时,Z m 上的波形实际上是方波加于阻容串联回路时电阻上的波形,电容为C x 与C k 的串联。
R 上的波形是一个陡直上升、指数下降的曲线(图3-10(a )曲线1),其方程是 //x k x k R C C t R C C t T R A q u u e e C ⎛⎫- ⎪+-⎝⎭=∆= (3-19) 由此可见,u R 的幅值为q/C x ,CA 一定时,u R 的幅值与视在放电量q 成正比。
一般气隙放电,脉冲的前沿仅约0.01微秒左右。
当时间常数T R 远大于此值时,可视脉冲为方波而得到(3-19)式。
如果T R 和脉冲前沿时间可以比拟时,则u R 的表达式便不能用(3-19)式了。
假定脉冲波的前沿是指数上升的,则u R 便是一个双指数波。
此外,如果是油中电晕之类的脉冲,其前沿时间可达数微秒甚至更长,即使T R 为若干微秒,二者也是可比拟的,此时u R 也是双指数波,图3-10(a )曲线2为此波形的示意图。
u m0t 12u m 0t12(a)(b)图3-10 检测阻抗上的波形(a) Z m 为R 时,Z m 上的波形 (b) Z m 为L m 时的输出波形 2、Z m 为m m R C 时的输出波形 输出波形u cr 仍为指数衰减波,但幅值降低,时间常数加大了。
其方程为[()]()CR t T K CR M K A K A A K C qu e C C C C C C C -=+++ []()A K CR m m A K C C T C R C C =++ (3-20) 3、Z m 为L m 时的输出波形 因为L m 中总有一定的电阻,整个回路也有一定的损耗,所以L m 的输出波形是一个衰减振荡波,其包络线是指衰减曲线,近似的方程为cos cos t t L x x q q t u e t e C C C L γγω--== (3-21) γ为回路损耗造成的衰减时间常数的倒数。
基于超宽带检测的局部放电在线诊断技术
QI Ha i - q i n g , L UO J i n g , Z HE NG Z h o n g
( 1 . G u y u a n P o w e r S u p p l y B u r e a u , G u y u a n 7 5 6 0 0 0 ,C h i n a ; 2 . X i ’ a n P o w e r S u p p l y B u r e a u , X i ’ a n 7 1 0 0 3 2 ,
On l i ne Pa r t i a l Di s c h a r g e Di a g no s i s Te c hn o l o g y Ba s e d o n Ul t r a Wi d e Ba n d De t e c t i o n Te c h no l o g y
这2 种 方法 由于 其 有 限 的 带宽 , 都 不能 记 录 整个 局部 放 电 电流脉 冲 的 波形 , 因此 缺 乏 足 够 的 信 息来 区分 不 同 的信
号和噪声。 为 了解决这个 问题, 提 出了一种 基于超宽带在 线检测局部放 电的方 法。 该方法涵盖 的带宽足够从设 备
外部记录完整的局部放 电脉冲波形 。 采用超带宽检 测法, 测试 了1 1 0 k V电缆上 不同的放 电模 式和噪声信号。 分析 表 明. 通过 完整 的波形信 息, 可 以将现场放 电分离分 类成为不 同的放电种 类, 并可以进一步对这些提 纯后的放 电
电 网 瞍 术 一 0l Az \ / \ / z0 J I ∽工c
基于超 宽带检 测 的局部 放 电在线诊 断技 术
祁海清 , 罗 静 , 郑 重
( 1 .固原供 电局 。 宁夏 固原 7 5 6 0 0 0 ; 2 . 西安供 电局 , 陕 西 西安 7 1 0 0 3 2 ;
电力电缆局部放电在线监测技术的研究与应用
电力电缆局部放电在线监测技术的研究与应用发布时间:2021-09-03T15:37:41.100Z 来源:《科学与技术》2021年4月第11期作者:田发英卢峥嵘[导读] 电缆投入运行后,会受到电、热、机械和化学的作用逐渐老化。
在制造中和施工中存在的微小缺陷,田发英卢峥嵘国网新疆电力有限公司检修公司新疆乌鲁木齐 830001摘要:电缆投入运行后,会受到电、热、机械和化学的作用逐渐老化。
在制造中和施工中存在的微小缺陷,也会随着运行时间逐渐发展和恶化。
火电厂内一般主变进线、启备变进线、联络变压器出线以及重要辅机均采用高压电缆,电缆一旦发生故障将导致严重后果。
如重要辅机电缆故障将造成辅机停机,启备变进线电缆出现故障将会造成机组在失去备用电源下运行的情况,主变进线电缆故障会直接导致机组非计划停运。
同时由于电缆处于电缆沟、甚至是直埋于地下,一旦出现问题查找和处理都会相当困难。
同时由于电缆的订货和更换都需较长时间,需根据长度进行订货,订货和生产周期都很长,很难在短时间内进行修复。
关键词:电力电缆;局部放电;在线监测技术;研究与应用引言随着电气设备功率的不断增大,高压已经成为电气设备的标准电压。
与低压设备不同,高压设备在运行过程中,高压电场会对空气中的粉尘进行放电,在此过程中极易发生短路、跳闸等电路安全事故。
为了保证高压电气的安全,需要对其进行实时监测。
为了适应高压监测环境,普遍采用高频信号作为监测信号,因此如何准确识别高频信号成为监测精度的关键。
现有监测方法对高频窄带信号的灵敏度较差,导致整体识别准确度降低,难以更好地应对实际监测过程。
为此,提出新的高压电气设备局部放电过程超高频信号监测方法,并通过实验数据证明了所提方法的有效性。
1电力电缆局部放电在线监测现状在计算机广泛应用之前,对于局部放电信号的评估多数基于放电脉冲特征分析、统计方法以及专家评估[22-23],评估结果带有明显的主观因素。
在设备现场运行中,由于运行工况复杂、噪声环境干扰以及机械结构的阻挡使得放电信号存在阻挡和衰减。
电力电缆局部放电检测技术研究
电力电缆局部放电检测技术研究电力电缆是电力输送的重要设施,在电力系统中扮演着重要的角色。
然而,在使用过程中,电力电缆会受到诸如机械损伤、电热老化等多种原因的影响。
这些因素导致电力电缆局部放电故障的发生,会对电网稳定运行造成严重影响。
因此,对电力电缆局部放电检测技术的研究和应用具有重要意义。
一、电力电缆局部放电现象电力电缆在使用过程中,由于各种原因可能会引起局部放电现象。
局部放电是电缆内部的一种不稳定放电,是指电缆介质内部出现了局部放电现象,也即在电缆的绝缘系统的一定部位存在破坏电绝缘或局部损伤的区域,过电压作用下该区域内电场强度达到破坏场强度时发生的放电现象。
电力电缆局部放电现象的存在可以通过声电信号、感应耦合和光纤等多种方式检测出来,其中声电信号法是目前最为常用的一种。
二、电力电缆局部放电检测技术1.声电信号法检测技术声电信号法是目前电力电缆局部放电检测的常用方法,利用微小放电在电线缆产生的高频信号,通过收集、处理、分析信号数据,确定电缆中局部放电的产生位置,并判断电缆的绝缘是否存在破损、老化等问题。
声电信号法检测技术的优点在于能够对电缆进行在线监测,无需停电检测,且可检测连续多条电缆。
而且该技术具有高效精确、操作简便等特点,便于在电力系统中推广应用。
但是该技术需要对信号进行较为精细的处理,同时对电缆的绝缘、周边环境有较高的技术要求。
2.超声波检测技术超声波检测技术是利用超声波的穿透、反射、衍射、折射等原理,对电力电缆进行监测的一种检测手段。
该技术可以实时监测电缆中存在的局部放电故障,同时对电缆绝缘损伤、腐蚀、孔隙、裂纹等情况进行评估和诊断,发现缺陷可及早修复,提高了电缆的质量和稳定性。
此外,超声波技术还可以进行定位,提高了诊断的准确率。
但是,超声波技术的检测精度受多种因素影响,如检测角度、超声波波长、介质性质等等,因此需要对其进行精细调整和校准,才能达到较好的检测效果。
三、电力电缆局部放电检测技术面临的挑战电力电缆局部放电检测技术的研究面临着多种技术挑战,主要包括以下三个方面:1.信号处理技术的精细化电力电缆局部放电检测技术中,信号处理是实现高效监测的关键步骤。
发电机局部放电在线监测技术的研究与应用
局部放电的危害性局部放电产生的原因之一是电压和介质中的气隙或者气泡。
当气隙中的电场强度达到电击穿强度时,气体被电离,从而有电流通过,造成局部导通。
在电力系统中运行的变压器、发电机、互感器、电容器、电动机等高压电气设备,其绝缘耐压等级是按其工况电压等级设计的,在正常运行工况下,其绝缘性能均能承受工况电压。
但由于设计、制造工艺不良及安装调试等原因,电气设备的固体绝缘介质内可能留有气泡、裂缝,杂质未除净等,绝缘油中含微量的水或气体、有悬浮微粒,金属导体或半导体电极的附近边缘处尖锐不平。
这些部位耐压强度低,常常在高压交变电场作用下会产生局部放电。
局部放电的痕迹在固体绝缘上一般只留下一个小小的斑痕;在绝缘油中,只出现一些分解的微小气泡。
局部放电的时间短,能量小,但危害性很大。
发电机定子绝缘的受多种故障因素作用,如电气因素、热因素、机械因素、环境因素,这些故障都和局部放电有密切关系。
通过监测局部放电可以有效地掌握定子的绝缘状况。
发电机定子线棒的局部放电主要发生在内部、绝缘与铜接触部分或者线棒表面,局部放电会造成局部的环氧树脂等绝缘物损坏。
局部放电的物理特性图1为18kV发电机定子线棒模型图。
图中:右半部分是线棒剖面示意图,左半部分是等效电路图。
当气泡中电场强度达到击穿强度时,气泡中气体被电离,有电流通过,气泡两端电压下降。
当定子线棒电压下降,气泡中电场强度低于击穿强度,气泡中没有电流通过,两端电压和绝缘电压恢复。
绝缘系统气隙放电的简单模型可以用电容来等效。
图1定子线棒模型图生展开满足专业需求的学习活动。
这需要学习专业知识和技能又需要正确使用工具,并且需要与各种人员进行合作和沟通。
通过这样的训练,使学生熟悉工作过程,培养学生的工作能力。
在评价环节中调整教师的作用。
在检查和评价学生学习的过程中,教师不仅要在总体上监控学习进度和提供咨询,而且在必要时还要作为专家提供学生学习所需要的信息和客观的分析各种相互关系,帮助学生自我约束和进行深度分析,促进学生的原有经验与新的经验有机结合起来,形成工作能力。
脉冲电流法检测变压器局部放电的研究
脉 冲 电流 法检 测 变压器 局 部放 电的研 究
张 涛 张超 峰 周 倪
重庆市 渝 北区 4 0 1 1 2 1 ) ( 国核 电力规划设计研究 院重庆有 限公司
摘 要: 电力变压器 局部放 电故 障是引起其 自身早 期潜伏性 故障 的原因之一 , 研 究表 明, 对 于局 部放 电的放 电机理 、 发生 过程 的 准确掌握 有利于分析局 部放 电类 型, 可为故 障的识别与排 除提供有效 依据 本文分 析 了电力变压 器局部放 电的放 电机理 , 总结 了常见 局部放 电检测方法 , 利用局部放 电统 计分布 二维谱 图所提供 的信息准确 分析 了局部 放电过程 中体现的规律 与特 点 。 关键词: 电力变压器 ; 局部放 电; 统 计分布 ; 二维谱 图
是 由绝 缘 介 质 所 承 受 的 工 频 电 压 有 关 。作 用 的 工 频 交 流 电 压 也注 定 了 局
部放 电的发生的形式 。只有当气隙处 电压高于其放 电初始电压后才 发生 放 电, 即在工频交流 电压的一个周期 内, 发生放 电的时问是有限的。具体 的反应为局部放 电过程是 间断发生的 。
E b U b / ( d 一 8) 8 同的运行环境下 , 气隙与 固体 绝缘介质所处 电场 的场强不相 同。其各 自电场强度数值 与其相 对介 电常数 存在反 比关系 。 具体而言 , 气 隙中常为空气 , 其相对介 电常数 为 1 , 而 固体绝缘介质 相 对介 电常数 &大于 1 。由( 3 ) 式可知, 气隙中电场强度 必定大 于固体绝缘 介质 的电场强度 。另外 , 对于两种状态的物质, 气体的击穿场强远低 于固 体绝缘介质 的击 穿场强 。因此 当局部缺 陷存 在后, 因绝缘介质承受 电压 使得气隙 中气体 被击穿但绝缘介质仍可 以保 持其 较好的绝缘性能 , 进而 形成发生在气隙与绝缘介质之间 的气隙局部放 电现象。 绝缘介 质 内部所存在 的如气 隙式的绝 缘缺 陷处所 发生 的局部放 电
浅析电气设备局部放电的检测与技术研究
浅析电气设备局部放电的检测与技术研究电气设备在长时间运行过程中,由于压力、温度、湿度等条件的影响,可能会出现局部放电现象。
局部放电广泛存在于变压器、电缆、开关设备等各类电气设备中,如果不及时进行检测和修复,会对设备长期运行安全造成很大威胁。
本文将对局部放电检测技术及其研究进行分析。
一、局部放电检测技术1. 空气超声波检测法空气超声波检测法是目前比较普遍的一种局部放电检测技术。
它通过声波检测技术,无损检测变压器、电缆等主设备的局部放电缺陷。
利用空气超声波传播到局部放电缺陷处时,由于其传播路径被阻断,形成了驻波,使信号产生幅度增益,从而检测到局部放电信号。
2. 热像仪检测法热像仪检测法是利用红外辐射技术测量设备表面温度的方法,通过检测设备表面温度异常来判断设备是否存在局部放电现象。
局部放电缺陷通常会引起局部放热,造成设备表面温度异常升高,通过热成像技术可以发现这种异常的温度增加,进而识别设备局部放电现象。
3. 遥感技术检测法遥感技术通过远程观测设备局部放电缺陷的电磁辐射情况,来判断设备是否存在局部放电现象。
这种技术不需要接触设备,可以在设备正常运行情况下进行检测,避免了对设备造成额外影响,但需要一定的观测距离和观测角度。
1. 局部放电机理研究局部放电的机理研究是理解和控制局部放电行为的关键,其主要目的是研究导致局部放电的机制以及局部放电与材料性质之间的关系。
目前,局部放电机理研究的主要领域包括电场、介电损耗、材料表面特性等方面。
局部放电检测技术的研究是为了提高设备的可靠性和安全性,目前,局部放电检测技术研究主要集中在检测技术的改进和智能化方面。
加强检测技术的研究,不仅有助于提高设备的故障诊断能力和检测精度,还能够促进局部放电检测技术的发展和应用。
三、结论与建议。
局部放电检测原理及一般试验技术
局部放电检测原理及一般试验技术局部放电检测是指通过检测高压设备内的局部放电现象,以评估设备的绝缘状况。
局部放电是电气设备的一种常见的故障形式,它通常是由于设备内部存在着绝缘材料缺陷或引起绝缘材料部分击穿导致的。
局部放电检测技术可以及早发现绝缘问题,防止设备发生故障,提高设备的可靠性和安全性。
局部放电检测的原理是利用高频电压激励绝缘系统,当绝缘系统中存在局部放电时,这些放电会产生脉冲信号,可以通过电流传感器或电压传感器检测到。
通过分析局部放电信号的特征,可以确定绝缘材料的缺陷类型和位置,评估设备的绝缘状况。
1.直流高压法:将直流高压施加在被测设备上,通过检测绝缘系统上的泄漏电流和泄漏电压来评估设备的绝缘状况。
这种方法适用于绝缘材料较好的设备,但对于绝缘材料较差的设备可能会导致击穿。
2.脉冲电压法:施加脉冲电压激励在被测设备上,通过检测局部放电产生的脉冲电流和脉冲电压来评估设备的绝缘状况。
这种方法可以检测到微弱的局部放电信号,适用于各种绝缘材料的设备。
3.交流电压法:施加交流电压激励在被测设备上,通过检测局部放电产生的交流电流和交流电压来评估设备的绝缘状况。
这种方法可以模拟实际工作条件下的电压变化,适用于绝缘材料受到交流电压影响的设备。
4.高频电流法:施加高频电压激励在被测设备上,通过检测局部放电产生的高频电流来评估设备的绝缘状况。
这种方法可以提高局部放电信号的灵敏度,适用于检测高频设备和纤维材料。
在局部放电检测中,还可以采用数字信号处理和频谱分析等技术,对局部放电信号进行进一步的处理和分析。
通过分析局部放电信号的幅值、频率、相位等特征,可以判断绝缘系统的缺陷类型和严重程度。
总之,局部放电检测通过对绝缘系统中局部放电信号的检测和分析,可以评估设备的绝缘状况,及早发现绝缘问题,提高设备的可靠性和安全性。
不同的试验技术可以根据被测设备的特点和需要进行选择和应用。
浅析电气设备局部放电的检测与技术研究
浅析电气设备局部放电的检测与技术研究作者:杨禄来源:《科学导报·科学工程与电力》2019年第12期【摘要】传统的超声波法是用固定在变压器油箱壁上的超声波传感器接收变压器内部局部放电产生的超声脉冲,由此来检测局部放电的大小和位置。
由于此方法受电气干扰的影响比较小以及它在局部放电定位中的广泛应用,人们对超声波法的研究比较深入。
超声波法用于变压器局部放电检测最早始于上世纪40年代,但因为灵敏度低,易于受到外界干扰等原因一直没有得到广泛的应用。
本文主要论述了局部放电的种类及特点、超声波检测常见的干扰信号及其特性、超声波检测系统结构、放大电路的设计及电源设计。
【关键词】超声波检测;局部放电;电气设备近几年以来,出现了一种把超声波法与射频电磁波法(包括射频法和超高频法)联合起来进行局放定位的趋势。
在澳大利亚的西门子研究机构使用局部放电产生的超声波和射频电磁波联合检测技术监测变压器中的局部放电活动。
其关键依据是:超声波和电磁波在变压器介质中的传播速度是不一致的,因而可以测量两种波到达传感器的时间间隔。
国内方面,西安交通大学提出了一种基于超高频和超声波的相控接收阵的局放电定位法,利用分别检测超高频和超声波信号的相控接收阵构成平面传感器,接收到的超高频信号为时间基准,进而得到超声波的传输时延,这样可计算出局放电点与超声波传感器间的距离,再根据相控阵扫描的方位角和仰角就得出放电的空间几何位置。
1 局部放电的基本原理交联电缆的绝缘体内部在制造或施工过程中可能会残留一些气泡或渗入其他杂质,在这些有气泡或杂质的区域,它的击穿场强低于平均击穿场强,因此在这些区域首先有可能发生放电现象。
在电场作用下,绝缘系统中只有部分区域发生放电现象,而没有贯穿在施加电压的导体之间,即尚未击穿的这种现象我们称之为局部放电。
这种放电以仅造成导体间的绝缘局部短(路桥)接而不形成导电通道为限。
每一次局部放电对绝缘介质都会有一些影响,轻微的局部放电对电力设备绝缘的影响较小,绝缘强度的下降较慢;而强烈的局部放电,则会使绝缘强度很快下降。
电气设备局部放电检测技术述评
电气设备局部放电检测技术述评随着电力设备的不断发展和应用,电气设备局部放电检测技术已成为电力行业的重要研究方向。
局部放电是指在高电压作用下,电气设备内部发生的一种放电现象,局部放电的存在会对设备的性能和使用寿命产生严重影响。
因此,开展电气设备局部放电检测技术的研究具有重要意义。
本文将对电气设备局部放电检测技术进行述评,旨在为相关研究和应用提供参考。
本文属于技术述评类文章,旨在评述电气设备局部放电检测技术的现状、应用情况、优缺点等,为相关领域的技术人员提供参考。
在搜集相关信息方面,我们重点以下几个方面:研究现状:搜集近年来电气设备局部放电检测技术的研究论文、专利、研究报告等,了解该领域的研究现状和发展趋势。
应用情况:搜集实际运行中的电气设备局部放电检测案例、应用领域、效果等,了解该技术的应用情况和实际效果。
缺陷分析:搜集相关文献和实际应用案例,对电气设备局部放电检测技术的缺陷进行分析,为后续的技术发展提供参考。
引言:介绍电气设备局部放电检测技术的背景和意义。
研究现状:介绍近年来电气设备局部放电检测技术的研究现状和发展趋势。
技术原理:阐述电气设备局部放电检测技术的原理和实现方法。
技术特点:分析电气设备局部放电检测技术的特点和技术参数。
应用情况:介绍电气设备局部放电检测技术的实际应用情况和效果。
缺陷分析:分析电气设备局部放电检测技术的缺陷和不足之处。
发展方向:展望电气设备局部放电检测技术的未来发展方向。
电气设备局部放电检测技术主要通过检测设备内部产生的局放信号来实现故障检测。
常见的局放检测方法有脉冲电流法、超高频法、超声波法等。
脉冲电流法的基本原理是利用局放产生的脉冲电流信号进行检测和分析;超高频法是通过接收局放产生的超高频电磁波信号进行检测;超声波法则是通过接收局放产生的超声波信号进行检测。
(1)高灵敏度:可以检测到微弱的局放信号,及时发现设备内部的潜在故障。
(2)实时监测:能够在设备运行过程中进行实时监测,及时发现异常情况。
局部放电的在线监测
局部放电的在线监测一、绝缘内部局部放电在线监测的基本方法局部放电的过程除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外,还会产生电磁辐射、超声、发光、发热以及出现新的生成物等。
因此针对这些现象,局部放电监测的基本方法有脉冲电流测量、超声波测量、光测量、化学测量、超高频测量以及特高频测量等方法。
其中脉冲电流法放电电流脉冲信息含量丰富,可通过电流脉冲的统计特征和实测波形来判定放电的严重程度,进而运用现代分析手段了解绝缘劣化的状况及其发展趋势,对于突变信号反应也较灵敏,易于准确及时地发现故障,且易于定量,因此,脉冲电流法得到广泛应用。
目前,国内不少单位研制的局部放电监测装置普遍采用这种方法来提取放电信号。
该方法通过监测阻抗、接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流,获得视在放电量。
它是研究最早、应用最广泛的一种监测方法,也是国际上唯一有标准(IEC60270)的局放监测方法,所测得的信息具有可比性。
图4-4为比较典型的局部放电在线监测(以变压器为例,图中CT表示电流互感器)原理框图。
图4-4 脉冲电流法监测变压器局部放电原理框图随着技术的发展,针对不同的监测对象,近年来发展了多种局部放电在线监测方法。
如光测量、超高频测量以及特高频测量法等。
利用光电监测技术,通过光电探测器接收的来自放电源的光脉冲信号,然后转为电信号,再放大处理。
不同类型放电产生的光波波长不同,小电晕光波长≤400nm呈紫色,大部为紫外线;强火花放电光波长自<400nm扩展至>700nm,呈桔红色,大部为可见光,固体、介质表面放电光谱与放电区域的气体组成、固体材料的性质、表面状态及电极材料等有关。
这样就可以实现局部放电的在线监测。
同样,由于脉冲放电是一种较高频率的重复放电,这种放电将产生辐射电磁波,根据这一原理,可以采用超高频或特高频测量法监测辐射电磁波来实现局部放电在线监测。
日本H.KAwada等人较早实现了对电力变压器PD的声电联合监测(见图4-5)。
检测电气设备局部放电的技术分析
检测电气设备局部放电的技术分析马雪原摘㊀要:文章总结了当前业内主流的局部放电检测方法,并就其技术优劣势进行分析,旨在规范局部放电检测技术的应用,为推动电气设备技术创新提供方案参考㊂关键词:电气设备;局部放电;检测技术一㊁脉冲电流法脉冲电流法是早期出现的,也是目前最常用的局放检测技术,其检测原理是通过收集脉冲电流强度判断绝缘体放电量和相位信息,按检验模式划分,脉冲电流法属于定量性质测量,技术应用较为简便㊂脉冲电流法有两种分频测量方式,宽频模式下检测频率为150 450kHz,具有分辨率高㊁信息量全㊁信噪比低的优点;窄频检测法相对于宽频检测法具有更强的抗干扰性和灵敏度,但整体信息量较宽频检测有明显差距,分辨率也更低,检测频率为5 100kHz㊂脉冲测量法的整体优势在于直观㊁便捷㊁高效,但缺乏抗干扰能力,受环境因素影响大,难以作为单一的局放检测手段㊂二㊁特高频检测法特高频检测法的检验原理是对电力设备的电磁波进行脉冲值修正,通过对电磁波辐射值的规律分析判定放电位置和绝缘体老化程度㊂特高频检测法的脉冲辐射值是宽频脉冲的2-15倍,检测频率达到350 3000MHz,是对脉冲辐射检测的一种补充形式,与脉冲检测法相同的是,特高频检测法也分为宽频和窄频两种检测模式,具有更高的灵敏度和数据量,且抗电磁干扰能力得到显著提升,能够更快的对绝缘位置和局放情况进行识别,一般用在精密电气设备的固态检测㊂特高频检测法也具有明显的局限性,由于该技术对检测环境的要求比较高,易受到特高频电磁干扰的影响,且不能对绝缘设备的老化程度的参数进行详细分析,所以在实际应用过程中会受到一定限制㊂三㊁化学检测法化学检测法是区别于脉冲检测方法的一种较为传统的检测手段,在检测思路上和传统电离检测手段有着明显的不同㊂由于绝缘材料在老化断裂时挥发出少量气体,在放电作用下产生化学反应,产生甲烷㊁氢气㊁CO㊁CO2等物质,化学检测法就是通过收集局放情况下的空气悬浮物和有害气体从而判断放电现象的发生㊂我国在20世纪60年代从苏联引进该技术,目前色谱分析法已经成为一种比较成熟的分离技术,其基本原理是当混合物进行相对运动时,由于不同的样品运动速度存在差异,因此分配系数较小的物质就会优先流出设备,使相对分子质量不同的物质在混合物中被分离,进而识别空气中的特殊气体浓度和类型,分析电气设备的运行状况㊂化学检测法在8 1200kV的电气设备中都能通用,主要应用于大型电网的变电器和电气设备,例如变压器㊁电压和电流识别器㊁大型电阻等设备的动态运行模式检测和预警装置,一旦空气中变量气体的浓度提升就会激活报警器和自动断电装置,能够相对客观的反映电气设备的放电情况和运行压力,并及时止损,避免危害的进一步扩散,达到SF6故障针对与排除的目的㊂除大型变电机构外,该技术还可应用于气体质量检测管理等相关领域,化学检测法相对于脉冲检测法的最大优势在于能够即时的㊁持续性的反馈电气设备的运行状况,不会受到电磁脉冲的干扰,自动化水平高,在多数条件下能够得到高效利用;但化学检测法也存在着一定弊端,利于单纯依靠气体成分进行技术分析不利于对绝缘体破裂的位置进行判定,而且该技术只能在室内应用,受场地条件限制较大,不利于多方面进行技术推广㊂四㊁射频检测法射频检测法的原理类似于超高频局放检测,通过对无线电电磁波信号进行收集检测,对被检测设备进行电磁波信号的频谱分析检测㊂射频检测法的优势在于检测过程不需要对电气设备进行停机断电处理,不影响电气设备的正常运行,检测结果灵敏度高,能够相对客观的反映设备绝缘体的破损程度;劣势在于射频检测对设备精度要求较高,极易受到电磁脉冲的干扰,缺乏基本的定位能力,受环境因素影响较大,只能用在精度要求较高的多点局放设备检测管理中,整体技术应用还有待开发㊂五㊁红外成像法红外成像法早在19世纪初时就应用在医学和勘测领域,后人运用局部放电时产生的高温高热现象作为勘测指标,结合红外成像法,对电气设备的局部放电现象进行综合评估,达到检测绝缘体破损和局部放电现象的目的㊂传统红外成像法需要在设备停止工作的状态下对电缆和设备稳定进行识别,找到高温区并进行放电程度评估,随着红外技术的发展,近年来远红外成像法技术在局放检测中取得了新的突破,能够在数米外对电气设备的温度状况进行整体分析和识别,可相对客观的对高热点进行温度分析,成像结果直观明晰,成为局放检测技术中受到广泛关注㊁具有较高发展潜力的检测技术㊂六㊁结语综上所述,脉冲电流检测法在当前是通用性最广,技术最为成熟可靠的一种局放检测方式,但随着电力设备复杂性的逐渐提升,业内对于局放检测普遍采用多元化的联合检测方法,以脉冲电流法为核心,结合化学和超声波检测法对其进行技术上的补充,提升检测结果的可靠性;尽管局放研究取得了一定进展,但整体依然暴露出一些问题,例如,误判㊁错判时有发生,检测技术在特殊情况下存在局限性等㊂参考文献:[1]李军浩,韩旭涛,刘泽辉,等.电气设备局部放电检测技术述评[J].高电压技术,2015,41(8):2583-2601.作者简介:马雪原,男,河北保定人,研究方向:电气工程㊂012。
电气设备局部放电检测技术研究
电气设备局部放电检测技术研究一、引言随着电力设备的广泛应用,如何有效地检测电气设备中的局部放电问题已经成为电气工程领域中一个非常重要的课题。
局部放电是指在电气设备中,由于材料缺陷或油纸老化等原因造成的电击穿现象,会产生高压脉冲放电,从而释放大量的电能和热能,会损伤设备,缩短其使用寿命,甚至会引起事故。
因此,如何及时、准确地发现局部放电问题并采取有效的措施进行修复对于电力设备运行的安全性和稳定性来说至关重要。
二、局部放电检测技术的原理局部放电检测技术可分为直接检测方法和间接检测方法两种。
直接检测方法是指直接测量电气设备中产生的局部放电脉冲信号;间接检测方法则是通过检测局部放电过程中产生的电磁辐射或声学信号来间接诊断电气设备中的局部放电问题。
直接检测方法主要包括电容式传感器法、电磁式传感器法、电场探头法等。
其中,电容式传感器是一种基于电容变化原理的检测方法,其根据局部放电时充电和放电过程中介质介电常数的变化,通过测量电容值的变化来判断局部放电的存在;电磁式传感器法则是通过将传统变压器中的次级绕组替换为粘液嵌入带状电极的电感元件,利用电感元件所感应到的局部放电脉冲信号来检测局部放电问题;而电场探头法则是利用电场探头和前置放大器来测量电场信号的变化,从而实现局部放电检测的目的。
间接检测方法则主要包括电磁波法、超声波法等。
电磁波法主要是利用局部放电时产生的电磁辐射信号进行检测,通过检测信号频谱分析及幅值变化来判断放电的存在及位置;而超声波法则是通过检测局部放电时产生的空气振动声波信号来间接诊断局部放电问题。
三、局部放电检测技术的应用局部放电检测技术在电气设备的维护和修复中有着广泛的应用。
在电力变压器、电力电缆、绝缘材料等电气设备中,如能够及时发现局部放电问题并进行及时处理,就能够有效延长电气设备的使用寿命,增加设备的可靠性和安全性。
在电力变压器维护中,局部放电检测可以通过检测变压器内部的局部放电脉冲信号,判断变压器油漏、裂缝、热失控等情况,以保障变压器的正常使用。
电气设备局部放电检测技术评述
电气设备局部放电检测技术评述摘要:电力设备局部放电作为危及设备健康与寿命的一大因素越来越得到人们的重视,并得到了广泛的研究。
电气设备由于存在绝缘缺陷而产生局部放电,如果不能及时的排除绝缘故障,长期发展下去会产生绝缘击穿的严重后果,影响设备的安全可靠运行。
基于此,本文对电气设备局部放电检测技术进行了评述。
关键词:电力设备;局部放电;检测技术1脉冲电流检测法脉冲电流检测法是局部放电众多检测技术中应用最为广泛的一种,主要原理是在对测试电气设备进行高强加压的情况下,如果发生局部放电,在两端会产生电压变化,此时耦合一个阻抗,回路中会产生一个电流,对该阻抗上的电流进行采集和放大就可以测试出局部放电的基本量。
其检测方法是将电流传感器安装于电力变压器套管末屏接地线处,铜鼓检测安装处的高频脉冲信号判断局部放电。
脉冲电流检测法不仅适用于高频交流,同样也适用于直流。
局部放电脉冲检测基本电流的回路,有直接测量和平衡法两种方法。
直接测量的缺点是测试经常会遇到各种干扰,影响测试灵敏度,尤其是在施工现场环境中,存在更大的干扰。
相对于直接测量,平衡法的性能更优良,其受干扰少,能有效避免共模干扰,被现场施工广泛采用。
2化学检测法化学检测法也被称作气相色谱法。
当变压器出现局部放电时,会导致绝缘材料被分解破坏,在这个过程中会出现新的生成物,在对这些生成物的成分和浓度进行检测后,就能对局部放电的状态进行简单的判断。
这种方法的优点是抗电磁干扰较强,基本上能够达到不受电磁干扰的程度,也比较经济便捷,还具有自动识别特点,可是这样的检测方法也有一定的不足:生成物的产生过程时间较多,对检测周期要求会增加,对早期故障检测比较有效,但是对突发故障却往往不理想,此方法在定性分析比较准确,在定量判断方面就显得力不从心。
目前气体传感器对检测到的大多数气体都比较敏感,致使检测的精确度有所下降。
3射频检测法射频检测法的检测原理是通过无线电接收器接收空间电磁波信号,原理与侦测电台设备相似,这种方法主要是通过利用电流互感线圈从变压器的中性点进行测量获取信号,测量的信号频率通常能够达到30MHz,从很大程度提高了局部放电的测量频率。
脉冲电流法在局部放电测试技术中的应用
脉冲电流法在局部放电测试技术中的应用
张文霞
【期刊名称】《内蒙古电力技术》
【年(卷),期】2010(028)0z2
【摘要】局部放电测量一般有电测量法和非电测量法2种方法,电测量法中的脉冲电流法是最普遍采用的方法,也是有关局部放电测量标准中推荐的方法.在一定条件下,试品中发生的局部放电可以用不同的参量表示,如视在电荷量、重复率等,测量的定量结果以一种或几种参量表示.视在电荷量与放电处电荷量不相等,后者不能直接测量.实际上,由于局部放电引起的电流脉冲在测量阻抗端子上所产生的电压脉冲波形可能不同于校准脉冲引起的波形.可以认为视在电荷是将此电荷注入试品2端,在测量仪器上读到的数值与局部放电引起的仪器读数相等的电荷,试品具有波形衰减现象的特殊情况.
【总页数】2页(P123-124)
【作者】张文霞
【作者单位】内蒙古电力科学研究院,内蒙古,呼和浩特,010020
【正文语种】中文
【相关文献】
1.脉冲电流法在矿用防爆变压器局部放电监测中的应用 [J], 张家斌;王宝成
2.高频脉冲电流法在高压电缆带电局部放电检测以及定位中的应用 [J], 陈腾彪;邬韬;魏前虎;龚鹏
3.高频脉冲电流法在在线检测电力变压器局部放电中的应用 [J], 戴炜;唐秀松
4.脉冲电流法在局部放电测试技术中的应用 [J], 张文霞
5.超声波与高频脉冲电流联合检测法在变压器局部放电检测中的应用 [J], 蒋建旭;张云斌
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bǃmono-exponential attenuation oscillation pulse
Abstract--Feature extraction methods for time-frequency energy distribution (TFED) using moment, marginal and Renyi information are studied in this paper. They are developed by combination of TFED’s own characteristics with mathematic statistic and information entropy. The Wigner-Ville Distribution (WVD) of a simulated PD pulse is chosen as the subject investigated to illustrate those methods, which gives the result of time and frequency moments, time and frequency marginals and Renyi information for the TFED. The results show that those methods can exactly and easily make feature extraction for the TFED of PD pulse, which can be used to PD pattern recognition and in-depth study of PD mechanism in the electrical insulation system. Index Terms-- PD pulse, time-frequency energy distribution, feature extraction, moment and marginal, Renyi information.
Fig. 2. Time moment of the PD pulse’s WVD. (a) the first order, (b) the second order.
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f TFD(t , f )df TFD (t , f )df
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2008 International Conference on Condition Monitoring and Diagnosis, Beijing, China, April 21-24, 2008
Feature Extraction Methods for Time Frequency Energy Distribution of PD Pulse
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t TFD(t , f )dt TFD(t , f )dt
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Fig. 3. Frequency moment of the PD pulse’s WVD. (a) the first order, (b) the second order.
WVDx (t , f )
x (t ) x* (t )e j 2S f W dW (5) 2 2 This distribution satisfies a large number of desirable mathematical properties, as summarized in the reference [6], P ( x) Ae t / W (1) [8] and [10]. In this paper, the author uses the WVD to 1 process the PD pulse shape as a representative example of the This work was supported by the High Voltage Division, School of TFED and do some study on the feature extraction methods
III. TIME AND FREQNECY MOMENT From the basic mathematical statistics, if the singlevariable X and the probability density function f ( x) are given, the kth order moment Pk is defined as
Wenrong Si, Junhao Li, Peng Yuan and Yanming Li
School of Electrical Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China *E-mail : siwenrong@
T
Fig. 1. PD pulse shape and its WVD. (a) PD pulse shape, (b) WVD.
From now on, there are so many time-frequency analysis methods developed to process the non-stationary signals. A TFED which is particularly interesting is the Wigner-Ville Distribution (WVD) defined as
I. INTRODUCTION he partial discharge (PD) would not lead to instantaneous breakdown, but it is always the ultimate cause to insulation deterioration and eventually breakdown. Therefore, PD detection becomes the most popular method to evaluate dielectric insulation. A lot of investigation and experiment had done on the UWB detection technique for the PD pulse and many signal processing methods for PD pulse shape had been used, such as FFT, Wavelet Analysis, Time-frequency Analysis, and so on, all of which make a good help to PD pattern recognition and in-depth study of PD mechanism in the electrical insulation system. According to the non-stationary of PD pulse signals, the joint time-frequency is put forward to process the PD pulse shape to obtain its characteristics in time-frequency domain in this paper. And focus is made on the feature extraction methods for Time-frequency Energy Distribution (TFED) of PD pulse shape. II. PD PLUSE AND TIME-FREQUENCY ENERGY DISTRIBUTION The theoretical and practical conditions show that there is a damped oscillation of the PD pulse when it transmits from the PD original source to the detection points. This makes a big difference of the PD pulse shape detected with a UWB sensor from the real one. So the PD pulse shape can be defined as aǃmono-exponential pulse
A(e t / W e t / W ) sin 2S f c t
(4)
W and f c are the amplitude, the damped factor and
the oscillation frequency of the PD pulse shape, respectively. A simulated PD pulse shape is shown in the figure 1(a) with the expression (2), where the f c 100 MHz.
f
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Electrical Engineering, Xi’an Jiaotong University.
978-1-4244-1622-6/08/$25.00 ©2007 IEEE
for the WVD which are also fit for other TFEDs [6]. The WVD of the simulated PD pulse is shown in the figure 1(b).