局部放电测试中的干扰及抗干扰措施
提高电缆局部放电检测抗干扰能力的方法分析

提高电缆局部放电检测抗干扰能力的方法分析摘要:交联聚乙烯电缆在运行过程中,因绝缘老化会发生局部放电。
局部放电检测是评价交联聚乙烯电缆绝缘状况的重要手段,可有效预防电缆绝缘击穿事故的发生。
本文分析了电缆产生局部放电的机理,简述了常用的局部放电检测方法,针对电力电缆的局部放电检测容易受到干扰的问题,提出几种抑制措施,供电缆运行人员参考。
关键词:交联聚乙烯;局部放电;抑制干扰;电缆试验引言随着电力工业的发展,全球能源互联网应运而生,根据全球能源互联网的特点,城市电网供电可靠性的要求越来越高[1]。
电力电缆具有运行维护简单、供电可靠性高等特点,在城市电网建设中起着举足轻重的作用。
尤其是交联聚乙烯(LXPE)电缆,在城市输电线路中所占比例越来越大。
中高压交联电缆在供电网路中占有很大的主导成份,各主要供电场合的用电均通过中高交联电缆来实现,因此,交联电缆质量的好坏,起着关系国计民生的作用。
电力电缆在生产、运输、安装、运行过程中,可能因为生产工艺不佳,外力破坏,安装工艺不规范和绝缘老化等原因,绝缘存在缺陷而产生的微小放电,在电缆投入运行的初期,可能不会造成电力中断事故,但随着时间的推移,逐渐发热、老化,最终导致电缆的击穿,造成电网事故[2]。
局部放电检测已被广泛应用于检验电缆绝缘的微小缺陷,及时发现XLPE电缆绝缘隐患。
本文对局部放电产生的机理进行了分析,简述了局部放大检测的几种常用方法,针对电力电缆的局部放电检测容易受到干扰的问题,提出几种抑制措施,供电缆运行人员参考。
1 局部放电的产生机理在电场作用下,绝缘体中部分区域发生放电短路的现象称为局部放电。
在电场集中绝缘薄弱的区域,当电场强度达到介质击穿场强时,该区域就发生放电[3]。
气体或者气泡的击穿场强通常比固体或液体介质强度低,当场强达到击穿极限时,气泡首先被击穿,即发生了局部放电。
XLEP电缆会因生产过程中的气泡在运行过程中产生气隙,或者在安装过程中工艺不符合规范,这些缺陷都可能发生局部放电的现象。
电缆局部放电测量常见干扰及抑制措施分析
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本文从电力电缆局部放电测量要求和试验特点分析测量中干扰的来源和途径,分析和阐述各种干扰的抑制措施,共同探讨、研究在测量系统设计、安装和使用过程中抑制测量干扰重要性和必要性。
关键词:电力电缆局部放电测量干扰抑制措施一、前言局部放电测量是挤包绝缘电力电缆产品检验中重要安全项目之一,电缆局部放电是指电缆绝缘中局部缺陷(如毛刺、杂质、气泡或水气等)被击穿引起的电气放电,其放电量可能极小,以10-12库仑(pC)计,但这种微小放电危害极大,若在电缆运行中长期存在,或将引起放电周围绝缘发热老化,导致绝缘性能下降,引发电力安全事故,因此,准确测量电缆局部放电十分必要。
但准确测量除关注检验设备性能及精度外,还应特别关注各种干扰对测量产生的影响。
二、常见干扰来源及途径(一)电缆局部放电测量标准要求及试验特点GB/T1206.2-2008和GB/T1206.3-2008挤包绝缘电力电缆标准要求,被试电缆在1.73U0(U0为电缆额定电压)下,应无任何由被试电缆产生的超过声明试验灵敏度的可检测到的放电,例行试验声明试验灵敏度应不大于10 pC,型式试验声明试验灵敏度应不大于5 pC。
GB/T3048.12-2007局部放电试验方法标准要求,试验回路包括高压电源、高压电压表、放电量校准器、双脉冲发生器等组成,试验电源应是频率为49~61Hz交流电源,近似正弦波,且峰值与有效值之比应为√2±0.07。
产生试验电压可以是变压器或串联谐振装置。
试验步骤包括试验回路选择和连接、电量校准、施加电压和放电测量等。
从试验设备和标准要求可知,电缆局部放电测量具有如下特点:1、设备庞大,试验室占据空间大,连接环节多。
无论使用变压器式或串联谐振式高压设备,其额定电压输出容量一般都在100kV以上,其调压设备、高压设备、耦合电容器和控制设备等都很庞大,试验时,需将这些设备、试样和局部放电检测仪按试验要求连接一起,可见空间之大,环节之多。
变压器局部放电测量现场试验的问题分析与处理
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变压器局部放电测量现场试验的问题分析与处理摘要:在电网日常运行中,变压器在运行过程中的安全性关乎电网运行的安全,因此要尽量保证变压器运行平稳。
局部放电测量是变压器投运前的关键环节,然而其准确测量需依靠现场试验时的复杂情况分析与处理能力。
本文就变压器局部放电测量现场试验的相关问题进行了分析,并提出了处理措施。
关键词:变压器;局部放电测量;现场试验;问题;处理在电网日常运行中,变压器起着向千家万户输送电能和转换电压的重要作用,其在运行过程中的安全性关乎电网运行的安全。
变压器作为电力运行中的重要组成部分,需要一直处于运行状态,所以其在制造过程中,对设计方案的要求、工艺的控制、材料性能的选择、安装的技术都需要有严格的控制标准和较高的要求。
因此,为了保证变压器运行的安全,可用局部放电试验来检验变压器各方面的运行指标。
目前,检验变压器主要是采用现场局部放电试验的方法来对其各项技术指标进行综合检测,从而能够保证变电器在运行过程中的安全性和高效性。
根据相关的数据研究显示,局部放电试验是检验变压器质量是否过关的重要方式,同时在现场检定中也能得到很好的效果。
1变压器局部放电产生的因素变压器局部放电指的是在变压器的正负两端存在着没有被贯穿的两端的放电现象。
产生这种现象的原因是由于变压器在制造过程中,内部的绝缘材料存在一定的缺陷或者绝缘体本身的选择使用上就有其自身的弱点,这些缺点或者弱点在电压的作用下就会发生重复击穿现象。
通常情况下这种现象所释放的电能很弱,存在时间非常的短,因此在短时间内不会对变压器的使用造成一定的影响。
局部放电出现因素可能是由于绝缘体中有空隙或者绝缘介质中存在着一些不被发现的小气泡再或者就是在不同的绝缘层之间等部位存在有一定的缺陷造成的。
1.1绝缘内部气隙变压器的内部构造十分的复杂,所使用的绝缘材料有的是油状的液体、有的是固体材料,更有的变压器会使用有机高分子材料作为绝缘层。
上述材料在运用到变压器制造过程中,会在绝缘层绝缘材料的安装上难免有一些气泡或者缝隙存在,而这些因素就成为变压器局部放电的原因。
电容分压器局部放电试验的抗干扰措施
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电容分压器局部放电试验的抗干扰措施摘要:电容分压器是利用电容分压原理来提供一个较低电压的装置,它是由瓷外壳内装有多个相串联的电容器元件组成,其中设有中压抽头。
因其具有良好的承受过电压能力,而广泛用于高电压的测量设备中。
电容分压器运行的可靠性在很大程度上取决于其绝缘的可靠性,局部放电试验是检测电容分压器绝缘可靠与否的重要手段。
本文通过对局部放电产生危害的分析及局部放电检测试验回路。
针对局部放电检测易受干扰的情况,提出几种相应的措施来抑制干扰。
关键词:电容分压器局部放电平衡法抑制干扰引言:在高电压作用下,绝缘系统中只有部分区域发生放电,而没有击穿施加电压的导体,既尚未击穿,这种现象称之为局部放电。
电容分压器的主要绝缘材料为聚丙稀薄膜与纸和绝缘油的复合介质。
产生局放时,局部地区空间电荷密度变大,电流集中,在放电能量作用下,使绝缘高分子有机物质产生一系列的物理化学变化,造成表面侵蚀和局部过热,使绝缘性能劣化,随着局部放电的发展,放电点向前发展,放电通道渐渐增长,分枝增多,形成树枝状放电,最后形成贯穿性通道,即导致击穿。
在油纸绝缘中的局部放电,局部散热能力降低放电也易使纸纤维断裂、碳化,易导致热击穿。
研究表明在局部放电的作用下,产品的寿命是随着场强的增加而呈指数式下降的,是加速绝缘老化,造成电容分压器早期损坏的一个重要原因。
现在电容分压器生产企业都把局部放电检测作为绝缘试验的重要项目之一。
但在进行局部放电试验时由于局部放电信号非常微弱(几十毫伏)很容易受到试验现场干扰的影响,所以如何从现场的强干扰中提取出局部放电信号是局部放电试验的难点和重点,本文通过在电容分压器局部放电检测中遇到分各种问题及对干扰特点的分析,用不同的方法比较,提出了在电容分压器局部放电试验时干扰的有效抑制措施。
一.电容分压器局部放电试验中遇到的干扰问题:采用JDF-251型局部放电检测仪对电容分压器进行局部放电试验,试验依据国家标准GB/T19749-2005要求电容分压器局部放电水平不大于5pC。
变电站高压电气设备局部放电抗干扰检测技术
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变电站高压电气设备局部放电抗干扰检测技术摘要:局部放电是高压电气设备局部绝缘故障现象,指设备绝缘局部缺陷再接触过程中发生的电弧,使设备绝缘性能降低,引起局部放电故障。
典型局部放电现象有接触不稳放电、电弧等。
局部放电发生的条件很多,如天气晴朗时空气中含有较多闪电信号,大气中含有大量水汽,电弧在放电时其波长较短,电流很小,在放电部位形成稳定的放电电流波,并且有足够强大的冲击波冲击放电点,产生放电火花;电火花有可能使设备产生电弧并使放电现象恶化。
这些因素对设备损害较大。
本文主要分析变电站高压电气设备局部放电抗干扰检测技术。
关键词:局部放电;干扰;传播特性;检出率;噪声背景引言局部放电时会产生静电放电能量,静电放电导致电气设备外壳变形或绝缘击穿,导致电、热故障,如绝缘击穿、短路等;静电放电产生的雷电干扰也会对设备内部电路造成损害,如过电压引起接触不稳放电火花导致开关跳开。
检测方法有直流电场、交流电场和电磁干扰(包括电磁、非电等)等。
正常情况下变电站高压电气设备线路表层被一层绝缘材料包围,以此确保电气设备的绝缘性能,但由于高压电气设备线路长年埋于地下土壤中,表层的绝缘材料受到土壤中水和氧气腐蚀,高压电气设备绝缘性能减弱,在高压电气设备运行过程中很容易发生局部放电现象,影响到变电站供电可靠性,为了保证变电站运行可靠性和安全性,需要采取有效的手段对高压电气设备局部放电进行检测。
1、变电站继电保护的含义及意义如果电力系统发生一些问题,影响电网的正常运转,或者由于一些原因,引起系统的异常反应,从而找到问题的根源,并且在遇到故障的时候,作出相应的应对,这就是变电站的继电保护。
根据电网的实际运行状况,变电站的继电保护装置可以对其进行准确、及时的判别。
当电网发生故障或异常时,它可以迅速地做出响应,以保证整个电网的正常运行,避免故障或异常妨碍电网安全、可靠地工作。
同时,当发生故障或异常时,可以通过继电保护装置的报警信息,及时发现故障,并能在不影响电网整体运行的情况下,对故障进行预测和处理。
浅谈局部放电测试中的干扰及抗干扰措(论文)
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浅谈局部放电试验测量中的干扰及抗干扰措施何平摘要本文主要论述了局部放电形成的机理,局部放电的类型特点及局部放电测试的目的和意义,并针对在局部放电试验各种干扰因素的形成及危害进行了分析,提出了相应的防干扰的技术措施。
关键词局部放电干扰措施一、概述电气设备绝缘内部常存在一些弱点,例如:一些浇注、挤制或层绕绝缘内部人员出现气隙或气泡。
空气的击穿场强和电介常数都比固体介质的小,因此在外施电压作用下这些气隙或气泡会首先放电,这就是局部电气设备的放电。
放电的能量很弱,故不影响设备的短时绝缘强度,但日积月累将引起绝缘老化,最后可能导致整个绝缘在正常电压下发生击穿。
所以对高压电气设备做局部放电测试时很必要的。
局部放电的机理常用三电容模型来解释,图1中,C g代表气隙,C b(是C b1和C b2的串联)代表与C g串联部分的介质电容;C a代表其余部分绝缘的介质电容。
若在电极间加上交流电压u t,则出现在C g的电压为u g即u g = [ C b /(C g+ C b)] u t = [ C b /(C g+ C b)] u max sinωt图1固体介质内部气隙放电的三电容模型图(a)通过气孔的介质剖面图(b)等效回路因气隙很小,C g比C b大很多,故u g比u t小很多。
局部放电时气隙中的电压和电流变化如图2。
u g随u t升高,当u t上升到u s(起始放电电压),u s达到C g的放电电压u g时,C g气隙放电,于是C g上的放电电压很快就从u g降到了u r放电电压熄灭,则u r= [ C b /(C g+ C b)] u c式中,u r为C g上的残余电压(0≤u r<u g)u c为相应的外施电压值。
放电后在C g上重建的电压将不同于u g,只是随着外施电压的上升类似于u g的上升趋势,从u r上升,当升到u g也即外施电压又上升了(u s –u c)时,C g再次放电,放电电压再次熄灭,电压再次降到u r。
变压器局部放电在线监测中软件抗干扰技术
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变压器局部放电在线监测中软件抗干扰技术陈艳周力行摘要:抑制干扰是变压器局部放电在线监测的关键技术。
系统地分析了变压器局部放电监测中的干扰信号特征,在此基础上提出了有效的软件抗干扰措施。
实验表明采用软件抗干扰技术能有效地抑制干扰、提取局部放电脉冲信号,具有良好的应用前景。
关键词:局部放电;在线监测;信号处理;干扰抑制中图分类号:TM403.5文献标识码:A文章编号:1003-9171(2000)04-0025-04Interference Suppressing Technique forOn-line PD Detecting of Power Transformer对变压器内部局部放电(下称局放)进行在线监测,真正实现变压器等高压设备的状态检修,对变压器及整个电力系统的经济运行具有十分重要的意义。
随着微机技术的发展,局部放电在线监测技术取得了长足的进步,取得了一定的经济效益。
但由于变压器的运行电磁环境十分恶劣,局部放电信号淹没在强大的电磁干扰中,虽然采用了差动平衡电路、脉冲极性鉴别电路、滤波等措施,效果仍不明显,致使监测系统性能不能满足实用化要求。
显然,有效地抑制干扰、准确获取局部放电信息是局放在线检测的关键技术之一。
数字信号处理技术的迅速发展,为局部放电监测系统的数据处理提供了有力的工具,采用软件处理来抑制干扰,取得了良好的效果。
监测系统采用电—声联合监测原理,即同步检测局放超声波信号及电脉冲信号,通过处理后获得局放的“指纹”参数,即放电量、放电频率等,并确定局放点的位置。
系统以5 MHz的采样率同步采集局放电脉冲、超声波信号,局放宽频带监测系统框图如图1所示。
1 局放在线监测中的干扰分析变压器局放在线监测中的干扰源分为两大类,一类是监测系统本身造成的干扰,如因系统设计不当引起的各种噪声等,可以通过改进系统结构、合理设计电路、增强屏蔽等加以消除;另一类来自电站中的各种干扰源,如整流设备、通信设备等。
电缆局部放电测量常见干扰及抑制措施分析的研究报告
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电缆局部放电测量常见干扰及抑制措施分析的研究报告电缆局部放电测量是衡量电力设备健康程度的重要手段之一。
然而,在实际测量过程中,常常会遇到各种干扰,影响测量的准确性和稳定性。
因此,本文将讨论电缆局部放电测量常见干扰及其抑制措施。
一、电缆局部放电测量常见干扰1. 杂散电压干扰在实际测量中,往往会出现各种杂散电压的干扰。
这种干扰来源很广泛,如电源杂波、其他电气设备的电磁辐射等。
杂散电压干扰会使得局部放电信号的检测变得困难,并降低检测灵敏度,最终导致测量的准确性受到影响。
2. 温度变化干扰在测量局部放电信号时,电缆的温度变化也会对信号的测量产生影响。
由于温度变化会导致电缆长度、形状、传输速度等参数的变化,这些变化都会在一定程度上影响局部放电信号的测量结果。
3. 接地干扰高压电缆在正常工作时,通常会以一定的接地方式接地。
与此同时,地面或建筑物结构电势也存在变化,这些变化可能具有一定的干扰性质,会对局部放电信号的测量产生一定的影响。
二、电缆局部放电测量干扰抑制措施1. 信号平滑处理信号平滑处理可以有效地抑制杂散电压干扰,从而改善测量结果的精度。
采用数字滤波器对测量信号进行处理,可以对信号进行平滑处理,从而滤除杂波干扰。
2. 温度补偿通过温度传感器测量获得温度信号,并将其与局部放电信号一同处理,通过算法进行温度补偿。
这样可以对温度变化所带来的影响进行修正,从而提高测量的准确性和可靠性。
3. 接地方式改进改进电缆的接地方式是一种常用的抑制接地干扰的方法。
采用更好的接地方式,如星形接地或运用屏蔽接地方式等,可以有效地降低接地干扰对局部放电检测的影响。
综上所述,电缆局部放电测量干扰是影响测量准确性和可靠性的重要因素。
对于不同的干扰类型,选择不同的抑制措施是必要的,这种方法可以有效地提高测量结果的准确性和可靠性,为鉴定电力设备的健康状况提供了更可靠的技术手段。
本文将以中国疫情数据为例,进行分析。
截至2021年11月9日,中国累计报告本土确诊病例100194例,累计死亡1520例。
局部放电检测抗干扰分析
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局部放电检测抗干扰分析作者:薛小斌来源:《科技风》2018年第33期摘要:局部放电(partial discharge,PD,局放),相当于某种绝缘介质被意外地击穿后产生的放电现象。
它和我们了解的击穿或是闪络有所区别,局部放电或许是绝缘区域造成的微小击穿,也是绝缘劣化后的第一种表征。
对局部放电信号进行检测,可以体现大型电力设备自身的绝缘状态。
局放信号检测过程中,抗干扰才是首要处理的问题。
本文简单地介绍了局部放电几种典型的检测方法,并对局放干扰提出具体的抵抗措施。
关键词:局部放电检测;抗干扰;消除广义上的局放干扰,涵盖电流传感器对接检测系统造成的各种干扰,同时也包括接地、电线处理或是屏蔽等因素对整个检测系统带来的干扰。
针对高压电器设备,局部放电是性能检测中必备的指标。
为了增强局部放电的实际水平,必须要由抗干扰水平高、分析能力强以及放电定位准确作为要点。
一、电气设备局部放电检测方法(1)脉冲电流法。
脉冲电流法,属于早期局部放电的检测技术。
操作步骤:计算出耦合电容侧下产生了何种耦合阻抗,结合电力设备原本的接地点或是中性点,利用Rogowski线圈来测定局部放电诱发的各种脉冲电流,从中了解放电量以及相位等。
脉冲电流法,是典型的定量测量。
(2)化学检测法。
对局部放电信号进行检测,可以体现大型电力设备自身的绝缘状态。
电气设备如果发生了局部放电,绝缘材料也将明显地裂化,并分解其他不同的气体。
此时,我们可以对氢气、甲烷或是一氧化碳,同时包括乙烷、乙炔以及二氧化碳等气体的浓度和成分进行检测,可以判断电气设备是不是出现了局部放电。
(3)射频检测法。
射频检测法,多数情况下需要借助无线电接收器来直接地接受空间区域中释放的电磁波信号。
从检测原理上看,它和我们的侦测电台设备是比较类似的。
利用扫频甚至选频检测,完全能够判断和测定出电磁波信号,精准定位,对频率范围进行定图,从而判断有没有局放信号,信号的大小。
(4)红外热像法。
GIS局部放电测试的抗干扰手段
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GIS局部放电测试的抗干扰手段摘要:为了研究脉冲电流法、超声波法和超高频法检测GIS设备内部局部放电的优缺点,利用数据特征图形研判分析了抗干扰手段的灵敏性。
关键词:GIS;局部放电;测试气体绝缘组合电器(Gas Insulated Switch gear,简称GIS)由于制造或装配过程中出现的金属微小颗粒和吸附在绝缘体表面的金属固体微粒及绝缘体内部气隙等存在各种缺陷,都有可能导致GIS内部电场发生不同程度的畸变,使得电场局部加强而产生局部放电,处理不及时,必然导致局部或大面积停电。
一、GIS局部放电测量方法的研究目前,检测气体绝缘组合电器(GIS)腔体内是否局部放电的手段主要分为两类,即电测法和非电测法。
电测法包括传统的耦合电容法(脉冲电流法)和特高频法;非电测法主要包括声测法、光电法和化学方法。
根据传感器的安装位置还分为外敷电极法和内置电极法。
1.脉冲电流法。
检测是否存在由局部放电而引起的脉冲电流,传感器多采用罗哥夫斯基线圈,固定在GIS电缆终端外表面。
脉冲电流法研究较早,但受现场电磁干扰严重,局放特征量提取困难,输出波形畸变严重,且只能识别部分放电类型,应用较少。
2.声测法。
利用局部放电中颗粒相互碰撞产生的超声波来进行测量,是GIS早期采用的绝缘诊断技术之一。
声测法的传感器安装在GIS金属外壳,对GIS内部没有任何影响,但是其检测灵敏度不高,仅能反映部分放电类型。
3.化学方法。
判断GIS局部放电时气体分解物的含量,S02F2和SOF2是两种最常用的诊断气体。
局部放电产生的离子和电子,不断撞击绝缘,加速绝缘老化,并分解出部分气体,当气体浓度超过监测水平时,监测系统会发出越限报警,即认为GIS内部存在局部放电,其优点是不受电气环境因素的影响。
如果局部放电较弱且无法产生足够多的分解物时,无法判断是否发生局放,只有当故障严重时方能反映出来,时效性差。
4.特高频法。
检测气体绝缘组合电器内部是否存在由局部放电所引起的特高频电磁波信号。
变压器局部放电试验时的抗干扰措施
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变压器局部放电试验时的抗干扰措施有:
1、变压器真空注油后按规定静置相应时间,并放掉各侧套管法兰及散热器顶端等处沉积的气体。
2、采用屏蔽式电源隔离变压器及低通滤波器抑制电源干扰。
即试验回路接有一阻塞阻抗,即一个无局放放电的低通滤波器,以降低来自电源的干扰。
3、试验中选用的变频电源、激励变压器、补偿电抗器等仪器本身应该没有局部放电。
4、试验的加压导线,横截面积足够大,保证在测量电压下不产生点晕。
5、采用高压屏蔽罩尽量改善主变压器管出线端电场分布,降低均压罩及金具表面电场强度,以消除电晕。
6、局部放电试验过程中,被试变压器周围的电气施工应尽可能停止,特别是电焊作业,以减少试验干扰。
7、为消除地网中杂散电流对测试的影响,应检查地线连接,坚持局部放电试验测试回路一点接地的原则。
试验电源、激励变压器和补偿电抗器外壳接地线应分别引至被试变压器油箱的接地引下线上,防止地线环流产生干扰。
8、被试变压器附近的围栏、油箱等可能电位悬浮的导体均应可靠接地,防止因杂散电容耦合而产生悬浮电位放电。
9、仔细检查试验回路,对可能引起电场较大畸形的部位,进行适当处理。
10、试验时根据示波屏上显示的放电波形可以区分内部放电和来自外部的干扰。
放电脉冲通常显示在测量仪器的示波屏上的椭圆基线上。
具体判断细节参照DL/T417—2006《电力设备局部放电现场测量导则》。
11、用带通法测量。
变电站高压电气设备局部放电抗干扰检测技术
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变电站高压电气设备局部放电抗干扰检测技术摘要:在对变电设备进行局部放电检测的过程中,带电检测是一项关键的技术内容。
科学合理的带电检测不仅可及时确定变电设备的局部放电问题,同时也可以让正常供电得以良好保障。
因此,在对此类问题进行检测的过程中,电力企业和相关的技术人员一定要加强带电检测技术的研究,并使其在具体的检测中得以合理应用。
通过这样的方式,才可以及时发现变电设备中的局部放电问题,为其局部放电问题的有效解决奠定坚实的技术基础。
关键词:局部放电;干扰;传播特性;检出率;噪声背景引言电气试验设备的使用时间主要是电气系统和设备正式投入使用前,需要通过对电气系统和设备的试验,找到其中存在的缺陷和质量问题,以降低投入成本,提高系统的可行性。
一套成熟的电气试验设备的功能是非常强大的,能够针对电气设备单体进行检测,检测内容包括单体的绝缘性能、电气特性和机械性能。
技术人员通过分析和对比相关数据,能够推算出材料的使用寿命和适用性,方便重新选择和改进材料。
另外,应用电气试验设备得到的电气设备和系统的试运行结果,能够规范设备和系统的使用流程和标准,将电气设备行业带向更标准的发展道路。
1变电设备局部放电概述在电力转送过程中,变电设备所承受的负荷非常高。
在此过程中,其绝缘设施不仅会直接受到电和热的影响,同时也会在很多其他因素的影响下逐渐弱化,比如恶劣的环境、使用时间过长等。
严重的情况下,其绝缘设施甚至会产生缺陷,进而出现局部放电现象,对变电站的正常运行带来不良影响。
就局部放电而言,其本质属于电气放电中的一种,该现象的主要成因是绝缘介质所受到的电压因超出一定限值而有电离现象产生,进而出现了电气放电情况。
但就其根源来看,局部放电现象是由于变电设备绝缘内部存在污秽、杂质、空隙和气泡等所致。
在变电设备的绝缘设施中,其实经常会有局部放电现象出现,但是因为这些局部放电现象大多发生在非常小的一些局部空间中,所以通常不会出现绝缘击穿或穿透等的这些问题。
局放干扰种类及防干扰的措施
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干扰种类及防干扰的措施1.与外施电压大小无关的干扰这种干扰不随电压的升高或降低而变化,它产生于电源电器开关的操作起弧、吊车启动、空间电磁波感应以及各种工业干扰等,这些干扰都能通过电源或测试回路耦合进来,例如广播干扰,反映在示波器的零线上为一稳定的比较宽的亮线条,但突发性干扰却时有时无,绝缘内部的局部放电波形在交流正负半波中往往是对称的,但干扰波形无一定的相位关系,而且干扰波形和放电波形也有一定的差别。
2.升压时才产生的干扰这种干扰随电源电压的升高而变大,它可由各个不同部位产生,例如试验设备本身内部发生局部放电,高压引线产生电晕,引线接触不良,地线接地不良,试品区域内绝缘物体(悬浮电位)与地线或接地金属物接触时,也会发生放电而造成干扰,这种干扰的放电特征与绝缘内部放电基本相似,不易区分,对这种干扰要注意:这一类干扰特征也各有不同,但都有一定相位关系,多数情况下,在正负极性上的波形是不对称的。
3.占满全部时间基线的干扰这种干扰有的表现为很密的随机脉冲,有的是较有规律的高频信号,这类干扰的特点是形成一个基线带,其幅值不变,或在一定的范围内跳动,信号脉冲不够大时,可能淹没在这种背景干扰里,若局放信号足够大,这种背景干扰不影响测量。
这种干扰的主要来源有①电子器件本身的热噪声当输入信号为零(短接)放大器增益调到最大时,往往可以观察到这种噪声,它使荧光屏上扫描基线变粗,是杂乱无章的各种形式的信号。
②通信干扰由于测试回路的天线效应,可以感应到无线电通讯信号,也可能窜入载波通信信号,这种干扰信号有固定的高频振荡频率,其调幅信号的幅值随语言或音乐等信号的强弱而跳动,也有的无线电信号给出固定幅值的信号或间歇式的信号。
③邻近高频电气设备或间歇式的信号。
4.有间歇时间并与电源频率有关的干扰这种干扰的特点是时间基线上没有占满,如果采用与电源同步的扫描,则在示波器上干扰出现在相对固定的位置,这时只有当放电信号也出现在这些位置上时才会影响测量,主要有①高压试验回路中的尖端放电或沿面放电,它们通常先出现在电源的负极性峰值附近,电压较高时,正极性也会出现②试验装置或场所的接地体或邻近物品的尖端或沿面放电,这种情况与1类似,只是与电源相关的极性正好相反。
高压电缆局部放电检测中干扰抑制技术分析
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Electric Power Technology278《华东科技》高压电缆局部放电检测中干扰抑制技术分析吕灯明,孙典昂,严 刘,夏伟红,陈 强(国网安徽省电力有限公司芜湖供电公司,安徽 芜湖 241000)摘要:高压电缆局部放电检测中,检测系统经常会受到局部放电融合各种干扰信号的影响,为提升高压电缆局部放电检测的数值准确性,本文分析了高压电缆局部放电检测中干扰产生原因及其影响,并从提高电源质量、屏蔽电磁辐射、科学制作接地系统、加强测量系统管理方面,提出不同干扰成因针对性抑制技术分析。
关键词:高压电缆;局部放电检测;干扰抑制技术电缆局部放电是指当电缆绝缘体遇到毛刺、水气、气泡等外界损伤,容易造成气穴电击穿的缺陷影响,使其在绝缘层产生极小放电量,这种小电火花会慢慢腐蚀电缆绝缘,长此以往绝缘会发生发热老化甚至失效、容易引起电力的安全事故。
因此,通过准确的检测技术进行高压电缆局部放电检测工作十分重要。
1 高压电缆局部放电检测中干扰产生原因及其影响 1.1 电源质量 高压电缆局部放电检测结果会受到电源质量的干扰。
这是由于工作人员利用高压电压表测量电压的有效值,在电压峰值时刻能得出绝缘产生的最大放电,基于此,如果检测中使用的电源质量较差,其电源正弦波品质不能满足测试需求、交流电源频率以及电压稳定等因素,都会造成检测工作中的电压峰值等数值出现偏差,从而造成高压电缆局部放电检测数值出现偏差。
1.2 电磁辐射 电缆局部放电检测使用的设备中存在RLC 回路,会受到电磁辐射的干扰。
电磁辐射的产生来源广泛,例如无线电设备、电气设备、发动机等运行或点火时以及遇到雷电气象都会产生电磁辐射,不同成因的电磁辐射的频率、波长和能量数值都具有差异。
检测设备中的RLC 回路振动频率与电磁辐射的频率相近时,会使检测系统产生较大的电压波动,对检测结果造成干扰。
1.3 接地系统 检测系统中的接地系统如果接地措施不当及接地不良,都会影响到电缆局部放电的检测结果。
局部放电的干扰、抑制及识别方法探讨
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局部放电的干扰、抑制及识别方法探讨摘要文章就局部放电的干扰、抑制及识别方法等进行探讨。
关键词局部放电;干扰;抑制及识别;方法1 局部放电的干扰类型和途径干扰将会降低局部放电试验的检测灵敏度,试验时,应使干扰水平抑制到最低水平。
干扰类型通常有:电源干扰、接地系统干扰、电磁辐射干扰、试验设备各元件的放电干扰及各类接触干扰。
1.1 电源干扰检测仪及试验变压器所用的电源是与低压配电网相连的,配电网内的各种高频信号均能直接产生干扰。
因此,通常采用屏蔽式电源隔离变压器及低通滤波器抑制,效果甚好。
1.2 接地干扰试验回路接地方式不当,例如两点及以上接地的接地网系统中,各种高频信号会经接地线耦合到试验回路产生干扰。
这种干扰一般与试验电压高低无关。
试验回路采用一点接地,可降低这种干扰。
1.3 电磁辐射干扰邻近高压带电设备或高压输电线路,无线电发射器及其他诸如可控硅、电刷等试验回路以外的高频信号,均会以电磁感应、电磁辐射的形式经杂散电容或杂散电感耦合到试验回路,它的波形往往与试品内部放电不易区分,对现场测量影响较大。
其特点是与试验电压无关。
消除这种干扰的根本对策是将试品置于屏蔽良好的试验室。
采用平衡法、对称法和模拟天线法的测试回路,也能抑制辐射干扰。
1.4 悬浮电位放电干扰邻近试验回路的不接地金属物产生的感应悬浮电位放电,也是常见的一种干扰。
其特点是随试验电压升高而增大,但其波形一般较易识别。
消除的对策一是搬离,二是接地。
1.5 电晕放电和各连接处接触放电的干扰电晕放电产生于试验回路处于高电位的导电部分,例如:试品的法兰、金属盖帽、试验变压器、耦合电容器端部及高压引线等尖端部分。
试验回路中由于各连接处接触不良也会产生接触放电干扰。
这两种干扰的特性是随试验电压的升高而增大。
消除这种干扰是在高压端部采用防晕措施(如防晕环等),高压引线采用无晕的导电圆管,以及保证各连接部位的良好接触等。
1.6 试验变压器和耦合电容器内部放电干扰这种放电容易和试品内部放电相混淆。
变压器局部放电在线检测中的抗干扰技术
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变压器局部放电在线检测中的抗干扰技术汤放奇(长沙理工大学电气与信息工程学院,长沙410076)摘 要:抑制干扰是变压器局部放电在线监测的关键技术,为此综述和分析了变压器局部放电在线监测中的各种干扰信号特征、各种抗干扰技术(如快速傅立叶变换法、小波变换法、自适应数字滤波等)及其效果,还介绍了实际局部检测中分层式抑制干扰模式。
关键词:变压器;局部放电;在线监测;干扰中图分类号:TM41;TM835文献标识码:A文章编号:100326520(2005)0320051202Study of Interference Suppression in Partial Discharge On2LineMonitoring for T ransformersTang Fangqi(College of elect rical&Information Engineering,Changsha University ofScience and Technology,Changsha410076,China)Abstract:To suppress interference is a critical technique for partial discharge on2line monitoring of transformers. Based on the analysis of various interference in partial discharge on2line monitoring of transformers,the paper stud2 ies some various anti2interference techniques which include FF T,wavelet analysis,digital filter technique and so on, and gives a multi2layer interference suppression model in partial discharge on2line monitoring of transformers.The results of computer simulation prove the effectiveness of rejecting periodic interference,pulse interference and white noise. K ey w ords:transformers;partial discharge;on2line monitoring;interference0 引 言变压器局部放电在线检测的关键技术之一是如何排除现场电磁干扰、提取准确的局部放电信号来识别变压器绝缘状况。
大型变压器局放试验干扰分析及排除

湖北农机化2019年第6期60开发研究大型变压器局放试验干扰分析及排除杨兆星,杨雷,任鹏飞,亓文汉,付荣荣,何荣凯,刘晖(国网聊城供电公司,山东聊城252000):本文通过对500kV 变压器局部放电试验干扰进行分析,同时对局部放电试验的干扰信号分类,为它的判断方法及排除方法做出总结,为今后大型变压器局部放电的处理提供了参考。
:大型变压器;局放实验;干扰信号;分析;排除当前,脉冲电流法在变压器局部放电试验中的应用最广。
脉冲电流法是通过在变压器绝缘介质的两极施加适当的电压使得变压器的薄弱绝缘的地方产生了非贯穿性的放电,进而产生了脉冲电流信号。
在产生脉冲电流信号后,在回路中串入检测阻抗,就可测得表征变压器局放量的视在放电量。
在进行变压器局部放电试验中,通常会出现干扰信号,所以在变压器局放试验现场所检测出的波形可能是许多干扰共同作用得出的。
常见的干扰信号有空间磁场干扰、电源干扰、地网干扰等。
这些干扰有时候会将局部放电产生的信号完全覆盖住,对试验结果产生了很大的影响,所以在变压器局部放电试验中,对干扰的排查非常重要。
1500kV 变压器局部放电试验的干扰案例以某电厂新装500kV/750000kV A 三相双绕组共体变压器为例,变压器的绕组接线方式是YNd11,在试验时符合试验规范是进行电力变压器局部放电试验的前提。
试验开始后,首先确定试验的电压,500kV 交接试验的应测量高压侧相电压是1.5Um/3下的局部放电量。
再根据变压器的绕组,在主变额定挡位下进行变比换算,在低电压侧加29.9V 。
在开启变频柜准备加压的时候,应当在方波校正完毕后,且背景噪声为50dB 。
在环境温度为23.8℃,环境湿度为26%时,局部放电的检测仪检测到A 相局放量从60pC 增加至1900pC ,并且局部放电的波形在正弦波的第一、第三象限都有很明显的放电的波形。
在查阅出厂局部放电试验时,发现新安装的变压器三相绕组在1.5Um/3时的局部放电量小于100pC 。
局部放电的在线监测
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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)。
特高频局部放电测试抗干扰方法研究程晓君
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特高频局部放电测试抗干扰方法研究程晓君摘要:特高频局部放电测试中,往往会遇到各种电磁信号干扰,给测试工作带来很大影响。
在外部干扰信号较强的情况下,必须采取排除干扰的措施。
特高频测试常见的抗干扰方法有消除干扰源法、滤波法、屏蔽法、典型图谱识别法、信号源定位法等等。
这些方法各有优缺点,适用于不同场合,需要根据现场实际情况合理选择。
针对这一现状,本文深入分析研究了各种抗干扰方法的原理和特点,并结合实际工作给出了现场使用情况。
关键词:局部放电;特高频;带电测试;抗干扰1 引言气体封闭式组合电器(简称GIS)现已广泛应用于不同电压等级的电网系统中。
其具有结构紧凑、节约占地和运行可靠等优势。
随着GIS数量的增多,运行中暴露的问题逐渐显现,其中局部放电引起的故障所占比重较高。
在制造、运输和装配中,产生了导体接触不良、导体上的毛刺、金属颗粒、绝缘件内部杂质或空穴等缺陷,长期运行易产生放电,影响设备可靠运行。
特高频法(简称UHF)检测频段为300~3000MHz电磁波信号,具有较高的灵敏度和较强的抗干扰能力。
2 UHF局部放电测试系统构成变压器中发生局部放电的时候会激发出具有纳秒级的脉冲陡度,时间参数主要位于1ns~100ns范围内,造成的电磁波频率主要在300MHz以上,并且这个频段范围内的电磁波非常丰富。
本文中的测试设备主要检测300MHz到1500MHz内的电磁波。
这个波段频率很高,基本上可以排除现场的干扰。
基于超高频法的变压器在线监测装置由超高频探头、传输电缆和主机组成,工作原理主要是有探头检测到信号后,传输给后台进行处理分析,对变压器内的放电源进行定位和模式识别。
按照通信协议,主机接收采集到的数据,并对数据进行进一步的综合分析和管理整个系统功能上可分为2部分:数据综合分析功能:包括采集到数据预处理、放电位置确定、放电特征提取和放电结果分析等。
数据管理功能:包括分析结果存储、修改、查询和删除等,并可以将数据(包括图像)以报表和Excel的形式输出,输出文件的路径由用户自己设置。
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局部放电测试中的干扰及抗干扰措施一、局放干扰的来源广义的局放干扰是指除了与局放信号一起通过电流传感器进入监测系统的干扰以外,还包括影响监测系统本身的干扰,诸如接地、屏蔽、以及电路处理不当所造成的干扰等。
现场局放干扰特指前者,它可分为连续的周期型干扰、脉冲型干扰和白噪声。
周期型干扰包括系统高次谐波、载波通讯以及无线电通讯等。
脉冲型干扰分为周期脉冲型干扰和随机脉冲型干扰。
周期脉冲型干扰主要由电力电子器件动作产生的高频涌流引起。
随机脉冲型干扰包括高压线路上的电晕放电、其他电气设备产生的局部放电、分接开关动作产生的放电、电机工作产生的电弧放电、接触不良产生的悬浮电位放电等。
白噪声包括线圈热噪声、地网的噪声和动力电源线以及变压器继电保护信号线路中耦合进入的各种噪声等。
电磁干扰一般通过空间直接耦合和线路传导两种方式进入测量点。
测量点不同,干扰耦合路径会不同,对测量的影响也不同;测量点不同,干扰种类、强度也不相同。
二、局放干扰的分类由种种原因引起的干扰将严重地影响局部放电试验。
假使这些干扰是连续的而且其幅值是基本相同的(背景噪声),它们将会降低检测仪的有效灵敏度,即最小可见放电量比所用试验线路的理论最小值要大。
这种形式的干扰会随电压而增大,因而灵敏度是按比例下降的。
在其他的一些情况中,随电压的升高而在试验线路中出现的放电,可以认为是发生在试验样品的内部。
因此,重要的是将干扰降低到最小值,以及使用带有放电实际波形显示的检测仪,以最大的可能从试样的干扰放电中鉴别出假的干扰放电响应。
根据测量试验回路中可能的干扰源位置可将干扰源分为两类:第一类与外施高压大小无关的干扰,第二类是仅在高压加于回路时才产生的干扰。
干扰的主要形式如下:(1)来自电源的干扰,只要控制部分、调压器与变压器等是接通的(不必升压)即可能影响测量;(2)来自接地系统的干扰,通常指接地连接不好或多重接地时,不同接地点的电位差在测量仪器上造成的干扰偏转;(3)从别的高压试验或者电磁辐射检测到的干扰,它是由回路外部的电磁场对回路的电磁耦合引起的包括电台的射频干扰,邻近的高压设备,日光灯、电焊、电弧或火花放电的干扰;(4)试验线路的放电;(5)由于试验线路或样品内的接触不良引起的接触噪声。
三、常用的抑制干扰方法局部放电产生的检测信号十分微弱,仅为微伏量级,就数值大小而言,很容易被外界干扰信号所淹没,因此必须考虑抑制干扰信号的影响,采取有效的抗干扰措施。
对上述这些干扰的抑制方法如下:(1)来自电源的干扰可以在电源中用滤波器加以抑制。
这种滤波器应能抑制处于检测仪的频宽的所有频率,但能让低频率试验电压通过。
(2)来自接地系统的干扰,可以通过单独的连接,把试验电路接到适当的接地点来消除。
所有附近的接地金属均应接地良好,不能产生电位的浮动。
(3)来自外部的干扰源,如高压试验、附近的开关操作、无线电发射等引起的静电或磁感应及电磁辐射,均能被放电试验线路耦合引入,并误认为是放电脉冲。
如果这些干扰信号源不能被消除,就要对试验线路进行处理,使其表面光洁度好,曲率半径大,并加以屏蔽。
需要有一个设计良好的薄金属皮、金属板或铁丝钢的屏蔽。
有时样品的金属外壳要用作屏蔽。
有条件的可修建屏蔽试验室。
(4)试验电压会引起的外部放电。
假使试区内接地不良或悬浮的部分被试验电压充电,就能发生放电,这可通过波形判断与内部放电区别开。
超声波检测仪可用来对这种放电定位。
试验时应保证所有试品及仪器接地可靠,设备接地点不能有生锈或漆膜,接地连接应用螺钉压紧。
干扰的抑制总是从干扰源、干扰途径、信号后处理三方面考虑。
找出干扰源直接消除或切断相应的干扰路径,是解决干扰最有效最根本的方法,但要求详细分析干扰源和干扰途径,且一般不允许改变原有的变压器运行方式,因此在这两方面所能采取的措施总是很有限。
对于经电流传感器耦合进入监测系统的各种干扰,采取各种信号处理技术加以抑制。
一般从以下几方面区分局放信号和干扰信号;工频相位、频谱、脉冲幅度和幅度分布、信号极性、重复率和物理位置等。
在抗干扰技术中有两种不同的思路:一种是基于窄带(频带一般为10kHz 至数10kHz)信号的。
它通过合适频带的窄带电流传感器和带通滤波电路拾取信号,躲过各种连续的周期型干扰,提高了测量信号的信噪比。
这种方法只适合某一具体的变电站,使用上不方便。
此外,由于局部放电信号是一种宽频带脉冲,窄带测量会造成信号波形的失真,不利于后面的数字处理。
另一种是基于宽频(频带一般为10至1000kHz)信号的处理方法。
检测信号中包含局放的大部分能量和大量的干扰,但信噪比较低。
对于这些干扰的处理步骤一般是:a.抑制连续周期型干扰;b.抑制周期型脉冲干扰;c.抑制随机型脉冲干扰。
随着数字技术的发展及模式识别方法在局放中的应用,这种处理方法往往能取得较好的效果。
在后级处理中,很多处理方法是一致的。
可归纳为频域处理和时域处理方法。
频域方法是利用周期型干扰在频域上离散的特点处理之;而时域处理方法是根据脉冲型干扰在时域上离散的特点处理。
有硬件和软件两种实现方式。
由于局部放电脉冲信号是很微弱的信号,现场的电磁干扰都将对测量结果产生较大误差,因此,要做到准确测量很困难。
为了提高测量精度,除了采取上述介绍的抗干扰措施外,在测量中还应可采取如下措施:(1)试验中所使用的设备应尽量采用无晕设备,特别是试验变压器和耦合电容C k。
(2)滤波器的性能要好,要做到电源与测量回路的高频隔离。
(3)试验时间应尽量选择在干扰较小的时段,如夜间等。
(4)测量回路的参数配合要适当,耦合电容要尽量小于试品电容C x,使得在局部放电时C x与C k间能很快地转换电荷。
(5)必须对测量设备进行校准。
第五节局部放电信号特征分析一、局部放电严重程度判别有关局部放电的标准和规程中对局部放电的描述参数是局部放电量q(视在放电量)、放电相位和每个周波的放电次数n。
人们习惯于根据这些参数来判断局部放电的严重程度,尤其是局部放电量。
在GIS局部放电特高频在线检测技术中,人们也期望得到有关放电量的数据。
然而,就特高频传感而言,检测信号的大小不仅与局部放电的真实放电量有关,还与放电源的类型和形状、特高频信号的传播路径等因素有关,因此,简单的对监测信号的大小进行防电量标定是无意义的。
目前,对特高频传感下GIS局部放电的标定及严重程度的判断仍没有成熟的方法和规程,有待于进一步研究。
以下是可能的途径:(1)建立基于放电信号幅值测量、放电定位和放电类型判别的综合判断方法;(2)根据局部放电发展的历史数据和趋势进行判断。
为了实现这些目标,需要积累大量的实验室试验数据和现场数据。
这方面有待于进一步的工作。
二、故障信号特征以发电机为例,当采用端部(便携式)电容传感器进行局放测量时,对于正常的发电机,测试数据一般为10~20mV;而有故障的发电机为50~500mV。
通常6kV以上的发电机其局部放电量超过100pC,甚至可以达到1000000pC;内部放电脉冲的持续时间很短,只有几个纳秒(ns);故障放电脉冲频谱从几kHz到1GHz;通常出现在外施电压的0°~90°,180°~270°,脉冲幅值中心分别为45°和225°。
如果放电发生在两相绕组或线圈之间,则可能产生30°的相移。
内部放电正负放电脉冲次数和幅值基本相同,正负半周对称性好;槽放电正放电脉冲比负放电脉冲次数多幅值大,均为负放电脉冲的2倍以上;端部放电正负放电脉冲极不对称,正放电脉冲幅值大、数量少,负放电脉冲幅值小、数量多;断股电弧放电幅值高(放电强烈),但电弧放电不存在固定的间隙,无固定的放电相位(外施电压为交流电压),重复性差,且受负荷的影响。
电弧放电与前三类故障放电相比有较大差异,一般采用频域识别。
通过对大型发电机(600MW~850MW)绕组传输特性的分析,得出了监测电弧信号的谐振频率为1MHz数量级,在线监测的数据统计分析表明,RFCT(Radio Frequency Current Transformer)监测断股电弧放电读数受负载变化的影响,但对无断股电弧发电机(600MV A~850MV A)电压表读数在300μV以下;如果电压表读数上升到500μV~1000μV表示电机中有低水平断股电弧放电;若读数在3000μV以上表示发生多股线断股放电故障。
故障放电的特征也可以用φ-q-n三维谱图表示。
三维谱图可以更形象、直观地表示放电特征(放电幅值、相位、重复率三者之间的关系) 。
三、局放超声波信号的频谱分析变压器的局放超声信号的频谱分布很广,且各频率的超声信号所占的分量也各不相同;超声波在线检测中的噪声主要有励磁噪声、散热器风扇和油循环油泵噪声、磁滞噪声等。
这些噪声的强度超过局放超声信号。
因此,要有效的检测局部放电超声信号,就应对局放超声波信号进行频谱分析,以了解噪声与超声波信号的特征。
1.噪声频谱分析根据某500kV开关站变压器的噪声频谱分析结果,变压器两侧面的最强噪声频率为1.5kHz,强度较次的噪声频率为4.68kHz;散热器侧的噪声强度高与非散热器侧,两侧面的噪声频率均低于15kHz范围内,属于低频可听噪声。
变压器铁芯磁噪声频率分布在10--65 kHz范围内。
用截止频率为70 kHz的高通滤波器对这种低频噪声进行滤波,滤波后的噪声强度已相当弱。
经滤波后的噪声频率分布范围很宽,且各种频率噪声的频谱幅值基本相当,类似于白噪声频谱。
对其他电压等级变压器的噪声频谱分布于上述500 kV变压器大致相同,即分布在低于65kHz频率范围内。
2.变压器局部放电超声波信号频谱分析由于局部放电以及其产生的超声波信号都具有一定程度的随机性,使得每次局部放电超声波信号的频谱都有所不同,主要表现为频谱峰值频率的变化;但整个局部放电超声波信号的频率分布范围却变化不大。
局放产生的超声波,从声学角度上分析有两类。
其一是气泡或气隙放电,由于气泡的尺度为几个微米至几百个微米,其击穿时声发射频率可从几kHz至几百kHz。
另一类是介质在高场强下游离击穿,其声发射的频谱将更宽、声谱将更高。
第二类放电特征是间断、大脉冲,如针对板放电。
通过模拟局放的针、板放电试验,可以发现超声波频谱有一定的随机统计规律。
频谱能量大都集中在50 kHz--300 kHz频段。
综上所述,变压器的噪声频率分布在低于65 kHz的范围内,局放超声信号的频率分布于扰动噪声频率分布有明显差别。
实验和理论分析表明,传播媒质对超声吸收系数随频率的平方增长,即频率越高,吸收系数越大,声波在传播途中的衰减越厉害。
因此系统必须利用低频段的超声信号,以保证系统具有较高的检测灵敏度,但又要尽量避开变压器铁芯自身振动、噪声等干扰(小于60 kHz)和其他电磁噪声干扰。