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1、科苑论谈超宽频、超高频天线在GIS局部放电检测中的应用苗万国(哈尔滨大电机研究所,黑龙江哈尔滨150040)摘要:对超高频天线进行了比较全面的研究。在一种新型的便携式GIS局放UHF天线传感器的基础上,建立了一个基于时域检波波形的GIS故障局放模式识别库,为在GIS现场检测局部放电提供了参考依据。关键词:GIS;局部放电;UHF;检波波形;模式识别众所周知,局部放电会逐渐腐蚀、损坏绝缘材GIS可出现的放电缺陷。有,且和上升沿的放电脉冲相比,下降沿的放电脉料,使放电区域不断扩大,最终导致整个绝缘体击3.2.3实验结果冲大而稀疏。随Ucc升高,检波脉冲幅值稳定在穿。常规的电气测试方法用于局部
2、放电的在线检(1)高压导体上的金属尖刺。该类缺陷是针对0.5~1V,Q不变,放电次数增多,放电脉冲的幅值略测时,干扰信号大,对信号缺乏识别依据,还可能板放电类型,属于极不均匀电场,是典型的电晕放有不等。上升沿及下降沿的Q分别约500pc和影响电力设备的正常运行,这样天线传感器法成电,因此采用针对板模型进行模拟,筒内SF6气体1000pc。为行之有效的方法。天线应用于局部放电测量是压力为0.25MPa,针对板电极的间隙距离20mm。(5)绝缘子上自由金属颗粒群。筒内充SF6气近年来发展起来的一项新技术。该法的最大优点电晕放电的UHF检波信号具有明显的不对称性,体,压力为3MPa,15根直径
3、为0.42mm,长度为7~是:抗干扰能力强,特别适合于现场在线检测。现负半周的放电幅值明显高于正半周的放电幅值,17mm不等的金属丝放置在盆式绝缘子表面,用于在国内外研究最多的是SF6气体绝缘开关装置电晕放电的UHF信号波形具有明显的特征:放电模拟盆式绝缘子上的自由金属颗粒群。(GIS)局部放电检测。脉冲十分密集,很难相互区分,而且由于放电脉冲绝缘盘表面上有金属颗粒群时,局放主要发超高频天线在GIS局部放电检测中的应用的相互重叠,使得UHF的检波信号波形状若山生在金属颗粒之间,属于悬浮电位之间的放电,在各种高压电器如断路器、隔离开关、接地开峰。放电脉冲的幅值<500mV;放电量Q<100
4、pc。随试验起始阶段,由于金属颗粒堆积在一起,间隙小关、电流互感器、电压互感器、避雷器、连接母线等外加电压的升高,放电脉冲幅值稍有增加,脉冲个而多,局部放电发生在很宽的相位区间,主要在工按工作需要连接起来,并全部封装在金属壳体内,数变得密集,Q略有增加。频参考电压过零点前后;放电脉冲密集且间隔不壳体内充以0.3~0.4MPa的SF6气体,作为带电部(2)高压导体一点接触不良。试验中采用两个等,但和电晕放电不同的是仍能区分出一次次的分的相间绝缘和相对地绝缘,这种组合电器称为M10的螺母造成与高压导体接触不良,两个螺母放电脉冲。SF6全封闭组合电器,简称为GIS。安装在GIS内之间的间隙0.
5、8mm。用于模拟高压导体一点接触金属颗粒较小且放电间隙又小,每次的Q较部的UHF传感器的灵敏度为数PC程度。GIS局不良。试验中GIS模型内SF6气体压力为小,最大Q约800pc,且Q随电压的增长而变大,部放电UHF检测法可以有效地避开电力系统电0.25MPa。高压导体接触不良导致的放电,由于间与悬浮电位放电的特征不同。晕和广播电视无线电干扰,灵敏度高;可以实现故隙基本固定,其放电波形、放电相位Φ及Q很有3.2.4局放类型的识别库。通过对不同放电类障模式识别和定位,适合于在线检测,国外的变电规律性,放电的间歇性很大,随电压升高,出现稳型的放电信号的波形、Q、Φ等进行观测和分析,利站已经有
6、实际应用和定型产品。表1不同局放类型的超高频检波特性1超高频局部放电检测原理。GIS内部局部放电时产生的电流脉冲激发出的电磁波,包括中低频和UHF频段(0.3~3GHz)电磁波,均可以从GIS的盘式绝缘子泄露出来并由天线传感器接收,然后根据接收到的信号来分析局部放电的严重程度及确定其位置。使用UHF频段信号检测,可以避开常规的电气干扰。定的放电脉冲,并可听到较强的放电声。检波信号用上述的放电特征对GIS的缺陷类型进行识别。2超高频外置传感器的选择。要实现对GIS是规则的脉冲波形,幅值和间隔均匀,随着电压的可建立局放类型的识别库见表1。局部放电的超高频检测,重要的是对局部放电产升高,脉冲幅
7、值基本稳定在0.5~1V。Q基本不变,GIS内部局部放电产生的电磁波通过GIS的生的电磁波耦合。天线分线天线和面天线两种。线主要是因为放电间隙固定的原因,但放电次数随同轴结构后,在超高频波段不仅以横向电磁波天线中振子天线结构简单,馈电方便,方向性好,电压的升高而增多。Φ均在工频正、负半周的上升(TEM)波传输,而且主要以高次模,我们利用天线效率高,但一般半波振子天线为窄带天线,可以采沿,而且正、负半周对称。作传感器接收,并分析局部放
