电晕放电过程中电光参数测试初步研究【文献综述】

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1、毕业设计文献综述通信工程电晕放电过程中电光参数测试初步研究摘要:随着电力需求日益增加,电力设备中绝缘材料所承受的电气压力与日俱增,电力设备的局部放电故障问题越来越突出。所以我们要对电晕放电过程中的电光参数进行研究,以便找出故障的所在。那么为了向在不同温湿度环境下研究电晕放电过程中光电参数关系提供原始数据,我们可以通过一定的电路装置测量出电晕放电时放出的特定的波段的紫外光与相应的电晕放电时电流的大小。关键词:电晕放电;紫外辐射;电学测量;光学测量0引言随着电力需求日益增加,电力设备中绝缘材料所承受的电气压力与日

2、俱增,电力设备的局部放电故障问题越来越突出。局部放电故障早期一般表现为电晕放电,电晕预示着电力设备本身或者设备在安装时存在一些潜在的缺陷,如传输线破损、绝缘子破损、导线压接不良等,而电晕不仅会消耗大量的电能,而且电晕放电时产生的脉冲电磁波会对无线电和高频通信设备产生干扰,并且电晕还会使导线表面发生腐蚀,从而降低导线的使用寿命。因此,对检测电晕放电现象的研究具有迫切性。对于电晕放电的检测技术[1],目前国内外电晕放电检测技术主要有红外热成像技术、超声电晕探测器、紫外探测等。虽然其中有些方法在对于电力设备的保障性

3、检测中起到了一定的作用,但还存在诸如抗干扰能力差、故障前检测不灵敏及受目标与探测器之间的环境和距离影响等问题。具体如下:1、红外热成像技术是一种波长转换技术,即把红外辐射图像转换为可视图像的技术。它是利用目标内有较大的温度梯度或背景与目标有较大热对比度的特点,使得低可视目标很容易在红外图像中看到。对于电晕放电[2],如果看到红外图像此时,电气设备放电已经很严重。2、超声电晕探测器[3],当介质发生局部放电时,电源会向外发出声波,由于放电持续时间很短,所发射的声波频谱很宽可达到数MHz。超声测法能够有效地定位放

4、电源化学检测法在气体液体绝缘介质中应用广泛,但非电量检测法较之电量检测法,灵敏度不高且很难或者不能对放电性质放电强度进行判断。而紫外探测技术因其远距离、不停电、而且灵敏度高[4]等优点,所以该技术在近几年受到了广泛的关注。1、检查原理①紫外辐射强度和电晕放电强度有相关性,可以作为检测电晕放电[5]的手段。由此我们可以确定在某一测点处检测到的紫外辐射的强度可以反映该点处的电晕放电强度。②紫外线的波长范围是10~400nm,太阳光中也含紫外线,波长小于280nm的部分被称为UV-C,几乎全部被大气中的臭氧所吸收(

5、图2.7),可以通过大气传输的98%是315~400nm的UV-A,2%是280~315nm的UV-B。通过上节说明可知高压设备在空气中局部放电产生的紫外线大部分波长在280~400nm的区域内,也有小部分波长在230~280nm(图2.8)。利用这一段日盲区,可选用波长相应范围小于280nm的紫外传感器在日照情况下对电气设备局部放电进行检测。图1大气外界与地面的辐射通量2、紫外检测技术应用范围紫外检测技术[6]应用范围主要应用在以下几个方面:①检查发现劣化绝缘子(陶瓷、复合、玻璃绝缘子)的缺陷、表面放电和污

6、染;②导线架线时拖伤、运行过程中外部损伤(人为砸伤)、断股、散股检测。导线表面或内部变形都可产生电晕;③电力工程质量检测(安装不当、接地不良等);④检查高压设备的污染程度。⑤运行中绝缘子的劣化以及复合绝缘子及其护套电蚀检测。⑥高压产品的绝缘缺陷检测。紫外检测结果还可为电力产品的绝缘诊断与寿命预测提供大量信息,可以建立综合档案资料,以便更好的诊断分析;⑦高压变电站及线路的整体维护;⑨大型发电机定子线棒端部和槽壁电晕放电检测;⑩寻找无线电干扰源。3、电晕放电影响因素①温度、气压对电晕放电的影响[7]由于气体的温度

7、和压力的影响会改变气体密度[8],使电子平均自由行程改变,也就改变了为使电子加速到电离所需的速度时所必需的场强。实验表明,气压升高,气体密度增加,电晕起始场强增高,电晕起始电压增高。②空气湿度对电晕放电的影响均匀电场中湿度[9]对气体放电的影响小,而不均匀电场中电晕放电受空气湿度的影响很大。在极不均匀电场中,平均放电场强低,电子速度慢,湿度影响明显,但湿度超过80%时,放电分散性大。2、测量的方法图2研究拟采用的技术路线框图①电晕电流的测量[10]:可以用示波器来测量电晕电流的强度;由于电晕电流是微安级的,故

8、可以用微安表来测量电晕电流的强度。②紫外辐射的检测:由于紫外传感器[11]本身并不能区分紫外光的发生源,在传感器有效反应角的范围内,相邻的线路和高压设备放电紫外光都会被探测到,之前我们采用遮光漏斗控制传感器的感光角度,去除其他光源;在本设计中,在传感器前加装了干涉滤光片[12],由于干涉滤光片的特性和光的入射角度有关,当以一个非零角度入射时,其中心波长将向短波长方向移动,其透过率也会下降,所以感测到

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1、毕业设计文献综述通信工程电晕放电过程中电光参数测试初步研究摘要:随着电力需求日益增加,电力设备中绝缘材料所承受的电气压力与日俱增,电力设备的局部放电故障问题越来越突出。所以我们要对电晕放电过程中的电光参数进行研究,以便找出故障的所在。那么为了向在不同温湿度环境下研究电晕放电过程中光电参数关系提供原始数据,我们可以通过一定的电路装置测量出电晕放电时放出的特定的波段的紫外光与相应的电晕放电时电流的大小。关键词:电晕放电;紫外辐射;电学测量;光学测量0引言随着电力需求日益增加,电力设备中绝缘材料所承受的电气压力与日

2、俱增,电力设备的局部放电故障问题越来越突出。局部放电故障早期一般表现为电晕放电,电晕预示着电力设备本身或者设备在安装时存在一些潜在的缺陷,如传输线破损、绝缘子破损、导线压接不良等,而电晕不仅会消耗大量的电能,而且电晕放电时产生的脉冲电磁波会对无线电和高频通信设备产生干扰,并且电晕还会使导线表面发生腐蚀,从而降低导线的使用寿命。因此,对检测电晕放电现象的研究具有迫切性。对于电晕放电的检测技术[1],目前国内外电晕放电检测技术主要有红外热成像技术、超声电晕探测器、紫外探测等。虽然其中有些方法在对于电力设备的保障性

3、检测中起到了一定的作用,但还存在诸如抗干扰能力差、故障前检测不灵敏及受目标与探测器之间的环境和距离影响等问题。具体如下:1、红外热成像技术是一种波长转换技术,即把红外辐射图像转换为可视图像的技术。它是利用目标内有较大的温度梯度或背景与目标有较大热对比度的特点,使得低可视目标很容易在红外图像中看到。对于电晕放电[2],如果看到红外图像此时,电气设备放电已经很严重。2、超声电晕探测器[3],当介质发生局部放电时,电源会向外发出声波,由于放电持续时间很短,所发射的声波频谱很宽可达到数MHz。超声测法能够有效地定位放

4、电源化学检测法在气体液体绝缘介质中应用广泛,但非电量检测法较之电量检测法,灵敏度不高且很难或者不能对放电性质放电强度进行判断。而紫外探测技术因其远距离、不停电、而且灵敏度高[4]等优点,所以该技术在近几年受到了广泛的关注。1、检查原理①紫外辐射强度和电晕放电强度有相关性,可以作为检测电晕放电[5]的手段。由此我们可以确定在某一测点处检测到的紫外辐射的强度可以反映该点处的电晕放电强度。②紫外线的波长范围是10~400nm,太阳光中也含紫外线,波长小于280nm的部分被称为UV-C,几乎全部被大气中的臭氧所吸收(

5、图2.7),可以通过大气传输的98%是315~400nm的UV-A,2%是280~315nm的UV-B。通过上节说明可知高压设备在空气中局部放电产生的紫外线大部分波长在280~400nm的区域内,也有小部分波长在230~280nm(图2.8)。利用这一段日盲区,可选用波长相应范围小于280nm的紫外传感器在日照情况下对电气设备局部放电进行检测。图1大气外界与地面的辐射通量2、紫外检测技术应用范围紫外检测技术[6]应用范围主要应用在以下几个方面:①检查发现劣化绝缘子(陶瓷、复合、玻璃绝缘子)的缺陷、表面放电和污

6、染;②导线架线时拖伤、运行过程中外部损伤(人为砸伤)、断股、散股检测。导线表面或内部变形都可产生电晕;③电力工程质量检测(安装不当、接地不良等);④检查高压设备的污染程度。⑤运行中绝缘子的劣化以及复合绝缘子及其护套电蚀检测。⑥高压产品的绝缘缺陷检测。紫外检测结果还可为电力产品的绝缘诊断与寿命预测提供大量信息,可以建立综合档案资料,以便更好的诊断分析;⑦高压变电站及线路的整体维护;⑨大型发电机定子线棒端部和槽壁电晕放电检测;⑩寻找无线电干扰源。3、电晕放电影响因素①温度、气压对电晕放电的影响[7]由于气体的温度

7、和压力的影响会改变气体密度[8],使电子平均自由行程改变,也就改变了为使电子加速到电离所需的速度时所必需的场强。实验表明,气压升高,气体密度增加,电晕起始场强增高,电晕起始电压增高。②空气湿度对电晕放电的影响均匀电场中湿度[9]对气体放电的影响小,而不均匀电场中电晕放电受空气湿度的影响很大。在极不均匀电场中,平均放电场强低,电子速度慢,湿度影响明显,但湿度超过80%时,放电分散性大。2、测量的方法图2研究拟采用的技术路线框图①电晕电流的测量[10]:可以用示波器来测量电晕电流的强度;由于电晕电流是微安级的,故

8、可以用微安表来测量电晕电流的强度。②紫外辐射的检测:由于紫外传感器[11]本身并不能区分紫外光的发生源,在传感器有效反应角的范围内,相邻的线路和高压设备放电紫外光都会被探测到,之前我们采用遮光漏斗控制传感器的感光角度,去除其他光源;在本设计中,在传感器前加装了干涉滤光片[12],由于干涉滤光片的特性和光的入射角度有关,当以一个非零角度入射时,其中心波长将向短波长方向移动,其透过率也会下降,所以感测到

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