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《变压器电晕放电紫外脉冲检测法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第34卷第2期Vol.34No.22010年1月25日Jan.25,2010变压器电晕放电紫外脉冲检测法111231张占龙,王科,唐炬,周军,杨振山,何为(1.重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆市400044;2.四川自贡电业局,四川省自贡市643000;3.甘肃兰州变压器厂,甘肃省兰州市730000)摘要:变压器局部放电常用检测方法包括脉冲电流法、油中溶解气体分析(DGA)法、超声波法、无线电干扰电压(RIV)法、光测法、射频检测法及化学方法等。在上述方法分析的基础上,根据电晕放电的紫外光特性提出了用紫外脉冲检测变压
2、器内部放电的新方法。分析了变压器电晕放电与紫外光特性的关系、紫外光在变压器内部的传播特性,论证了电晕放电的紫外脉冲法检测原理,提出了变压器内部电晕放电故障定位方法,设计了紫外脉冲监测方法并进行了实验验证。结果表明,紫外脉冲法可用于变压器电晕放电的在线监测。关键词:紫外线;电晕;放电;电力变压器绝缘0引言外脉冲转换为光电流脉冲信号,对变压器的高压线圈端和高压接头的放电紫外光进行连续在线监测,电晕放电刚开始时是一种低能量的放电,随着不受高频干扰,灵敏度高,适用于高压、超高压、特高放电量的增加会逐渐破坏设备的绝缘。一般来说,压电气设备绝缘长期在线
3、监测。电晕放电不会很快引起绝缘击穿,主要反映在油色谱分析异常、放电电量增加。电力变压器的电晕放1紫外脉冲法检测原理电会产生电脉冲、电磁辐射、超声波、光,并引起局部在高压设备电离放电时,根据电场强度(或高压过热。油中放电还将分解出气体、产生能量损耗等。[8]差)的不同,会产生轫致辐射。电离过程中,空气目前国内对变压器内部放电的在线监测方法和装置中的电子不断获得和释放能量。当电子释放能量主要以脉冲电流法和电磁法为主。由于现场环境中时,会辐射出光波和声波,还有臭氧、紫外线、微量的电磁干扰信号比变压器内部放电脉冲电流信号强,硝酸等。通过光谱分析发现
4、,放电光谱包括近紫外在对放电进行在线监测时,放电信号可能被电磁干光、可见光、红外光3个谱段,既有连续谱,也有谱带扰信号湮没。对于电磁干扰的抑制,通常从空域(如和分离谱线;随着外加电压的增加,电晕放电光谱的接地、隔离、屏蔽等)和时域(如采用模拟滤波和数字紫外区辐射也增加,以紫外线到X射线的波长范围[1-3]滤波等)同时采取措施,但往往无法抑制随机脉为主,放电产生的紫外线大部分波长在280nm~冲干扰信号。另外,虽然高频(超高频和甚高频)法[9-10]400nm内。根据放电特点,放电时辐射的紫外在超高频范围(300MHz~3000MHz)内提取
5、放电光类似于脉冲电流法的电流脉冲信号,经过转换和[4-5]产生的电磁波信号,检测系统受外界干扰影响放大后,与预设的阈值相比较,获得脉冲的数目,由小,可以极大地提高变压器放电检测的可靠性和灵脉冲数目的密集程度来判断放电强度,这就是紫外敏度,但用于检测超高频的仪器昂贵,而且不便于现脉冲法。场安装。检测紫外脉冲的实质是检测绝缘破坏部位的放本文提出一种检测变压器内部放电的新方电能量。根据等离子物理学原理中的Boltzman公法)))紫外脉冲法。该方法基于变压器内部电晕放式、德拜屏蔽计算式[10]进行计算,有电时产生的紫外线,而且随着放电电压等级的提
6、高,-402[6-7]P=PbzdV=1157@10nez有效TedV(1)紫外区辐射强度大幅度增加。这样,将特制紫外QQ光纤预埋入变压器,由高灵敏度的光电倍增管将紫式中:P为绝缘子表面空气放电时的轫致辐射功率;ne为电子密度,ne=n]exp(e
7、x
8、/国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目KD);<0为绝缘子电位;KD为德拜长度,KD=(2009CB724506);重庆大学输配电装备及系统安全
9、与新技21[(E20Te)/(en])];x为空间电荷点与绝缘子的距术国家重点实验室自主研究课题(2007DA10512708304)。离;V为到达紫外探头的所有辐射点体积分轮廓。)84)#研制与开发#张占龙,等变压器电晕放电紫外脉冲检测法另外,由于变压器内部电晕放电产生的紫外辐在变压器模型施加波导端口,该端口上通过高斯脉射光在介质中传播会发生吸收和散射,其中吸收过冲激励信号,如图1所示。程会造成辐射光的衰减。考虑吸收过程,由基本辐[10]射传输方程可得:LIv(L)=Iv(0)exp-kNQdl(2)Q0式中:Iv(L)为传输末点(紫外探
10、头处)的辐射强度;Iv(0)为传输起点的辐射强度;kN为空气质量吸收系数;L为辐射光传播路径;Q为空气物质密度。这样,到达紫外探头处,并被紫外探头吸收的放电紫外辐射功率为:图1波
