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局部放电测量技术的追溯、现状及发展趋势
点击次数:1076 发布时间:2018-05-14

早在18世纪人们对局部放电就有了一定的认识。Lichtenberg的实验研究成果在Gottingen*社团会议上进行发表,在伏特新设计的检测仪的支持下他能够看到奇怪的星形或圆形尘埃轮廓,在他们看来沿缘体表面的放电的现象可以用放电通道的尘埃轮廓代表。

 

1896年赫兹通过实验证明了Maxwell在1783提出的电磁学假设,所证明的理论和实验工作都成为了局部放电检测设备设计和物理模型开发的基础。

 

*个用于局放测量的设备是SCHERING损耗系数桥,是1924年被用于局部放电试验检测中。1925年,SCHWAIGER认识到了冠状放电的无线电频率特性,这一发现是应用无线电干扰测量来评估冠状放电噪声级别的基础。

 

电子示波器发明出来以后,局部放电试验得到了实质性的发展。1928年,LLOYD和STARR演示了局放过程,利用两对垂直的板子插入到BRAUN管中,一对板子由暂态试验电压控制,一对接电容器,这个电容器用来积聚冠状充电能量,这个方法被称为平行四边形法,能对线和面布置的冠状放电进行极好的宽带测量,可以作为架空输电线路的模拟试验。

 

1928年,BYRSTLYN提出了一个简单的等值电路用来评估局放损耗,1932年,他的"Funkenstrecke mit Vorkondensator"这一方法被GEMANT和PHILIPPOFF利用示波图的技术进行了喜用研究,此方法可以解释所加交流电电压周期下的放电过程。

 

在早期,由于共振回路的窄带放大器的应用,使灵敏局放探测器的研制得到了重要的发展。1954年,由MOLE设计的便携式局放探测器投入商业运用。1970年,分析出了局放校准器的特征。

 

直到1980年,商业运用的局放探测器的测量频率带要低于1MHZ,*个商业运用的宽频率带局放检测器是由LEMKE博士制作,原理是基于宽频前置放大局放脉冲的有功积分,宽频前置放大器的上截止频率在lOMHZ左右,在这一条件下,局放不仅能被探测到,而且还能被锁定其位置,还有一点非常重要,在这一不寻常的测量原理下,能够有效地滤除噪声。

 

如今,若用一个高频率范围的源局放脉冲频谱来进行局放识别,那优势无疑是明显的,1966年,专业人士估计固体电介质空腔中的局放源脉冲的持续时间在十亿分之几秒之间,后来这一假设在1981年由FUJIMOTO和BOGGS的实际测量所证实。1982年,他们还证实了另一种假设,他们使用高达1Ghz的高速示波器技术。

 

使用特宽1GHZ的局放示波记录左为树状,右为颗粒状BOGGS和STONE1982。众所周知,灵敏的局放测量有可能被电磁噪声所干扰,所以,人们做了很多工作以滤除外部干扰噪声,在1975年,脉冲识别系统用于噪声环境下的局放测量被提出并实践。在这以后,有更多的识别方法被采用,例如:平均值技术;交叉对比技术;基于有源、无源及自适应滤波器的滤波器技术;脉冲识别器技术及开窗技术。

 

电力变压器局部放电的检侧设备、试验方法、试验标准等,随着输变电电压等级的不断提高,也在实践中不断的发展。随着电磁学的进步,科学家对电气设备局部放电试验的方法也在不断的更新,各种各样的新研究、新技术被应用其中。根据电力设备局部放电产生的各种物理和化学现象不同,提出了电测法、光测法、声测法等试验方法。其中脉冲电流法被普遍使用与电力变压器局部放电试验中,尤其是变电站电力变压器局部放电交接试验中的定量测量中。

 

利用计算机,现在还发展了所谓的专家系统可以用于局放试验的分析、统计和诊断中。此系统不仅能*性、实时性的监控变压器的局部放电情况,提出预警信息,更能将所存数据直接通过本系统所带的软件进行分析、研究。今后,局部放电检测的发展思路在CIGRE工作组的讨论中有所阐述:

 

(1)要不断地修订现行的局部放电测量标准;
(2)研发更有实际效果的噪声抑制产品,以利于将电磁干扰从局放过程中区分开来;
(3)加强电力设备在线检测系统设备的研发,增强长期诊断检测系统可靠性,比高压设备检测系统更可靠;
(4)进一步研发成熟、可靠地专家系统,包括多元数据,快速识别危险局方故障的同步处理系统;
(5)在高压电力设备上设计超宽频带的连接器,发展更先进的局方传感器,可以在运行状态下获取更多信息,进行实施监控。

 

变压器局部放电是一项非常复杂的研究课题,在增加HV仪器的可靠性,就需要现今的诊断工具,应在经济和可靠性方面合并考虑。

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