为保证特高频(ultra-high-frequency,UHF)法在气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)局部放电在线监测中应用的有效性,提出了一种基于微波网络正向传输系数(S21参数)的GIS局部放电UHF传感器布置方式...为保证特高频(ultra-high-frequency,UHF)法在气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)局部放电在线监测中应用的有效性,提出了一种基于微波网络正向传输系数(S21参数)的GIS局部放电UHF传感器布置方式现场校核方法。首先,在252 k V GIS真型试验平台上利用网络分析仪测试传感器间的S21参数,同时采用脉冲注入法间接计算传感器间的传递函数,结果表明:两者的频谱特性具有较好的一致性;在此基础上,研究了S21参数与不同缺陷类型局部放电频谱之间的相似度,结果表明:S21参数能有效反映UHF传感器对局部放电信号的接收特性。然后,在252 k V GIS真型试验平台上测试得到传感器间若要满足5 p C局部放电检测灵敏度,要求S21参数平均值?-75 d B。最后,将提出的方法应用于1100 k V GIS局部放电UHF传感器布置方式有效性的现场校核中,取得了良好的效果。研究成果可为GIS局部放电在线监测和带电巡检中UHF传感器的差异化布点提供参考。展开更多
文中搭建了252 k V GIS局部放电实验平台,采用内置式、外置式UHF传感器以及自主研制的利用盆式绝缘子内部均压屏蔽环的抽取式环形UHF传感器,实验研究不同传感器的频率响应特性和在高压导体金属尖端、悬浮电位、盆式绝缘子边遗留金属垫...文中搭建了252 k V GIS局部放电实验平台,采用内置式、外置式UHF传感器以及自主研制的利用盆式绝缘子内部均压屏蔽环的抽取式环形UHF传感器,实验研究不同传感器的频率响应特性和在高压导体金属尖端、悬浮电位、盆式绝缘子边遗留金属垫片和自由金属颗粒等4种典型绝缘缺陷下的检测特性,并探讨了不同电压下局放的发展规律。结果表明,内置式、外置式和抽取式环形UHF传感器的检测频段分别在1.5 GHz以下、500 MHz至1.5 GHz、1 GHz以下,且抽取式环形UHF传感器在400 MHz左右其灵敏度最高。不同绝缘缺陷的局放检测结果表明,按PRPD谱图和放电严重程度,高压导体金属尖端可分为负电晕主导、正负电晕并存、正电晕主导以及"兔耳状"阶段,认为尖端附近空间电荷在阶段转变过程中起主要作用;悬浮放电逐渐由"尖端放电阶段"转变至放电幅值、密度及相位对称的典型悬浮式放电;盆式绝缘子边遗留金属垫片将由初始类悬浮放电转变至临界闪络状态;自由金属颗粒则可分为"跳动"、"舞动"和"滑移"阶段,放电主要集中在过零点附近。高压导体金属尖端、悬浮电位和自由金属颗粒缺陷的检测灵敏度为内置式传感器最高,外置式传感器最低,而对于盆式绝缘子边遗留金属垫片缺陷则是抽取式环形UHF传感器的灵敏度最高。展开更多
传统压电陶瓷超声传感器与电缆表面之间存在声学界面不匹配问题,而柔性压电超声传感器能够克服这一缺点、实现电缆局部放电超声信号的检测。然而持续提高柔性压电超声传感器的灵敏度,进一步降低其对超声信号的检出极限,是其走向实际应...传统压电陶瓷超声传感器与电缆表面之间存在声学界面不匹配问题,而柔性压电超声传感器能够克服这一缺点、实现电缆局部放电超声信号的检测。然而持续提高柔性压电超声传感器的灵敏度,进一步降低其对超声信号的检出极限,是其走向实际应用的关键。为实现这一目标,该文从柔性压电超声传感器的核心敏感材料(压电薄膜)的优化设计出发,研究了厚度对Pb(Zr_(0.52),Ti_(0.48))O_(3)(PZT)压电薄膜材料综合性能及其所制备的传感器灵敏度的影响。研究发现,受界面死层的影响,厚度约为1.2μm的PZT压电薄膜相较于厚度约为0.8μm、1.0μm和1.6μm的薄膜具有更大比例的(100)晶粒择优取向和更高的剩余极化,表现出最高的压电系数,更具备应用潜力。利用该厚度的PZT压电薄膜制备了柔性压电超声传感器,并用其检测在110 k V真型电缆上传播的由自动笔铅芯断裂产生的超声信号,计算得到该超声信号在交联聚乙烯绝缘层中的衰减系数为3.74 dB/m。该研究提供了一种利用压电薄膜厚度优化柔性压电超声传感器灵敏度的方法,为进一步推进柔性压电超声传感器在电缆等电力设备领域的应用提供了实验和理论基础。展开更多
文摘为保证特高频(ultra-high-frequency,UHF)法在气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated metal-enclosed switchgear,GIS)局部放电在线监测中应用的有效性,提出了一种基于微波网络正向传输系数(S21参数)的GIS局部放电UHF传感器布置方式现场校核方法。首先,在252 k V GIS真型试验平台上利用网络分析仪测试传感器间的S21参数,同时采用脉冲注入法间接计算传感器间的传递函数,结果表明:两者的频谱特性具有较好的一致性;在此基础上,研究了S21参数与不同缺陷类型局部放电频谱之间的相似度,结果表明:S21参数能有效反映UHF传感器对局部放电信号的接收特性。然后,在252 k V GIS真型试验平台上测试得到传感器间若要满足5 p C局部放电检测灵敏度,要求S21参数平均值?-75 d B。最后,将提出的方法应用于1100 k V GIS局部放电UHF传感器布置方式有效性的现场校核中,取得了良好的效果。研究成果可为GIS局部放电在线监测和带电巡检中UHF传感器的差异化布点提供参考。
文摘文中搭建了252 k V GIS局部放电实验平台,采用内置式、外置式UHF传感器以及自主研制的利用盆式绝缘子内部均压屏蔽环的抽取式环形UHF传感器,实验研究不同传感器的频率响应特性和在高压导体金属尖端、悬浮电位、盆式绝缘子边遗留金属垫片和自由金属颗粒等4种典型绝缘缺陷下的检测特性,并探讨了不同电压下局放的发展规律。结果表明,内置式、外置式和抽取式环形UHF传感器的检测频段分别在1.5 GHz以下、500 MHz至1.5 GHz、1 GHz以下,且抽取式环形UHF传感器在400 MHz左右其灵敏度最高。不同绝缘缺陷的局放检测结果表明,按PRPD谱图和放电严重程度,高压导体金属尖端可分为负电晕主导、正负电晕并存、正电晕主导以及"兔耳状"阶段,认为尖端附近空间电荷在阶段转变过程中起主要作用;悬浮放电逐渐由"尖端放电阶段"转变至放电幅值、密度及相位对称的典型悬浮式放电;盆式绝缘子边遗留金属垫片将由初始类悬浮放电转变至临界闪络状态;自由金属颗粒则可分为"跳动"、"舞动"和"滑移"阶段,放电主要集中在过零点附近。高压导体金属尖端、悬浮电位和自由金属颗粒缺陷的检测灵敏度为内置式传感器最高,外置式传感器最低,而对于盆式绝缘子边遗留金属垫片缺陷则是抽取式环形UHF传感器的灵敏度最高。
文摘传统压电陶瓷超声传感器与电缆表面之间存在声学界面不匹配问题,而柔性压电超声传感器能够克服这一缺点、实现电缆局部放电超声信号的检测。然而持续提高柔性压电超声传感器的灵敏度,进一步降低其对超声信号的检出极限,是其走向实际应用的关键。为实现这一目标,该文从柔性压电超声传感器的核心敏感材料(压电薄膜)的优化设计出发,研究了厚度对Pb(Zr_(0.52),Ti_(0.48))O_(3)(PZT)压电薄膜材料综合性能及其所制备的传感器灵敏度的影响。研究发现,受界面死层的影响,厚度约为1.2μm的PZT压电薄膜相较于厚度约为0.8μm、1.0μm和1.6μm的薄膜具有更大比例的(100)晶粒择优取向和更高的剩余极化,表现出最高的压电系数,更具备应用潜力。利用该厚度的PZT压电薄膜制备了柔性压电超声传感器,并用其检测在110 k V真型电缆上传播的由自动笔铅芯断裂产生的超声信号,计算得到该超声信号在交联聚乙烯绝缘层中的衰减系数为3.74 dB/m。该研究提供了一种利用压电薄膜厚度优化柔性压电超声传感器灵敏度的方法,为进一步推进柔性压电超声传感器在电缆等电力设备领域的应用提供了实验和理论基础。
