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超声波法研究局部放电及其进展
点击次数:643 发布时间:2018-06-21

尽管电脉冲法是局部放电研究的基础但是电脉冲信号在现场中检测时会有很大的干扰通常在几千pC以上很难正确得到放电信号,另外在线标定的问题和在线结果与离线结果的等效性等问题,也是长期困扰电脉冲法在线检测GIS局部放电的问题。目前在现场中工程技术人员往往更关心运行GIS的局部放电检测问题,特别是当放电量较大时,通过检测局部放电以确定GIS绝缘的损坏程度,而这种情况适合超声波法检测。因此本文从GIS在线检测的角度出发选择超声波法进行变压器局部放电的研究。超声波法检测GIS局部放电具有以下特点:

 

1、易于实现在线检测

目前采用的超声波法检测GIS局部放电是利用超声波传感器贴在接地的GIS外壳上进行检测,对GIS的运行和操作没有任何影响。传感器与检测设备之间采用光纤来连接,光纤具有良好的绝缘性能检测设备与高电压设备之间有很好的隔离,使设备和测量人员的安全可以得到保证,同时不存在在线结果与离线结果的等效性问题,因此利用超声波法可以较容易的实现在线检测GIS局部放电。

 

 

2、便于空间定位

确定局部放电位置可以判断局部放电对GIS的危害程度,还可以减少检修时间。目前提出并采用的主要局部放电定位方法有:电脉冲电流电容分量定位法,利用电脉冲的电容分量从局部放电点传播到绕组两端的时间差来确定故障点的大概位置;X射线法利用外加x射线来加大局部放电从而进行定位;超声波定位法利用局部放电时所产生的电信号和声信号之间的相对时间差或声信号和声信号之间的时间差对局部放电进行空间定位。这几种方法都能帮助人们寻找局部放电位置,前两种方法只能确定大致部位,而不是空间位置;X射线法需要外加X射线发生装置在线定位存在一定的困难;而超声波定位方法是根据卫星定位原理实现的,从理论上讲,可以做到定位,在线检测方便。所以很多学者都对此进行了大量的研究目前世界范围内的变压器局部放电定位系统多数采用电一声定位法和声一声定位法。

 

3、可望实现利用超声波法进行模式识别和定量分析

利用超声波法进行局部放电模式识别和定量分析,一直是超声波检测局部放电研究中的重点。上世纪80年代,德国和口本科学家曾在此方面进行过研究,但并未得到理想的结果。近年来人们又对利用频谱识别局部放电模式提出了新的见解,随着非线性科学和非确定性科学的发展,为利用超声波对局部放电进行模式识别和定量提供了新的方法,其研究也取得了一些新的成果,因此在先进的传感器以及数学分析工具的支持下,有望利用超声波法实现变压器局部放电的模式识别和定量分析。

 

4、超声波法的进一步研究有望得到一些新的放电信息

当电脉冲通过试品时,会产生与电荷分布相关的超声波脉冲,且与空间电荷成比例,这样测量超声波就能获得电荷的组成部分及存在位置,因此利用超声波法可以对绝缘材料中的电荷分布进行测量,这是目前利用电流脉冲法所无法测量的。另外从局部放电产生超声波的机理考虑,辉光放电和亚辉光放电同样产生超声波,对这些超声波信号的测量将弥补电脉冲法在局部放电测量时的不足,对它的进一步研究将有可能产生新的局部放电测量标准。

 

综上所述,由于局部放电产生的超声波信号包含了局部放电测量的多种信息,但是对这些信息的分析却刚刚起步,因此对于局部放电超声波法测量的深入研究将可能得到令人鼓舞的结果,从而使局部放电的整体研究达到一个新的高度。

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