一种新型的放电源空间定位用特高频传感器 被引量：13

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作者 叶海峰 钱勇 +2 位作者 刘宗杰 盛戈皞 江秀臣 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期333-340,共8页

采用特高频传感器阵列对放电源进行空间定位可极大地提高电力设备状态检修的效率,该文在研究确立空间定位用特高频传感器性能要求的基础上,基于单极天线理论和曲流技术,设计了一种球面锥形结构的新型特高频传感器。通过仿真及实验检测,... 采用特高频传感器阵列对放电源进行空间定位可极大地提高电力设备状态检修的效率,该文在研究确立空间定位用特高频传感器性能要求的基础上,基于单极天线理论和曲流技术,设计了一种球面锥形结构的新型特高频传感器。通过仿真及实验检测,对该传感器的性能进行了系统的研究,并对影响传感器各项性能的因素进行了探讨。实验室搭建的局放检测定位平台对传感器阵列的空间定位性能进行了验证。实验结果表明:曲流技术的应用可实现传感器的小型化,本文研制的传感器在500~2 000MHz带宽内具有驻波比低、全向、高灵敏度、及群时延一致性好等特点,基于特高频传感器阵列的定位系统能够对放电源进行准确定位,方位角误差小于2°,能够满足局放源空间定位的要求。 展开更多

关键词 空间定位 局部放电 特高频传感器 群时延 灵敏度

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变压器局部放电特高频传感器的研究与应用 被引量：12

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作者 王伟杰 雍明超 +3 位作者 何星躲 郭旭 姜睿智 刘洋 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期84-90,共7页

针对目前变压器局放传感器灵敏度低、频带窄等问题,采用平面等角螺旋天线设计特高频传感器,采用直线代替指数渐变巴伦,仿真验证螺旋内径、巴伦宽度和高度对天线性能的影响,表明随着平面等角螺旋天线的螺旋内径r0的增加,回波损耗在低频... 针对目前变压器局放传感器灵敏度低、频带窄等问题,采用平面等角螺旋天线设计特高频传感器,采用直线代替指数渐变巴伦,仿真验证螺旋内径、巴伦宽度和高度对天线性能的影响,表明随着平面等角螺旋天线的螺旋内径r0的增加,回波损耗在低频段波动性逐渐变强,频带宽度降低;巴伦端宽度w1对天线回波损耗低频段的稳定性和频带宽度的影响也十分明显;巴伦高度h则主要会影响天线回波损耗高频段的性能,随着巴伦高度的增加,回波损耗呈现先增加后减小的趋势。基于天线仿真优化尺寸,研制了基于法兰安装的变压器局放特高频传感器,利用变压器局部放电模拟系统进行实测,回波损耗S11小于10dB带宽为0.38~3GHz,增益可达3.64dB。结果表明传感器抗干扰能力强,天线性能良好,可用于变压器局部放电在线检测及故障诊断。 展开更多

关键词 局部放电 等角螺旋天线 微带巴伦 特高频传感器

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特高频传感器对局放信号失真的影响因素分析 被引量：7

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作者 李鹏飞 周文俊 +3 位作者 杨帅 刘宇舜 田妍 王勇 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期1580-1588,共9页

局部放电产生的脉冲电流宽度为纳秒级和亚纳秒级,而特高频（UHF）传感器接收的信号持续时间达到微秒级,因而接收信号出现失真现象。经理论分析,得出UHF传感器的群延迟不平坦和相位中心不稳定引起UHF信号的失真。以自行设计的Vivaldi天... 局部放电产生的脉冲电流宽度为纳秒级和亚纳秒级,而特高频（UHF）传感器接收的信号持续时间达到微秒级,因而接收信号出现失真现象。经理论分析,得出UHF传感器的群延迟不平坦和相位中心不稳定引起UHF信号的失真。以自行设计的Vivaldi天线和微带天线作为样本,通过脉冲响应仿真和试验对以上两因素进行验证。并对110 k V预制故障的套管进行实验,研究不同UHF天线获得的信号与视在放电量的对应关系。结果表明：群延迟不平坦导致UHF信号的相位失真,相位中心不稳定导致幅度失真。利用群延迟平坦相位中心稳定的传感器获得的UHF信号与视在放电量的拟合优度从0.647提升至0.862。群延迟和相位中心可作为有效高度的补充参数对UHF传感器失真程度进行评价,为UHF传感器的设计和选型提供依据。 展开更多

关键词 特高频传感器 UHF信号 失真分析 群延迟平坦度 相位中心稳定度

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基于吉赫兹横电磁波室的特高频传感器性能评价方法研究 被引量：4

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作者 杨圆 毕建刚 +2 位作者 吴旭涛 袁帅 黄智伟 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期75-80,共6页

特高频局部放电检测法在GIS设备现场状态检测中得到了广泛应用,但传感器性能良莠不齐制约了现场应用效果。为研究特高频传感器对局部放电引发的电磁波信号的响应特征,基于吉赫兹横电磁波室开展了传感器扫频试验研究,在传感器有效检测频... 特高频局部放电检测法在GIS设备现场状态检测中得到了广泛应用,但传感器性能良莠不齐制约了现场应用效果。为研究特高频传感器对局部放电引发的电磁波信号的响应特征,基于吉赫兹横电磁波室开展了传感器扫频试验研究,在传感器有效检测频段内将一恒定电场强度扫频信号注入横电波室,检测传感器电压信号输出强度,用输出与输入信号强度比值的方式来表征传感器的响应特征,并与传统的脉冲分解法和驻波比法进行了比较分析,证明了该方法得到的结果是准确的。文中还比较了不同输入强度信号情况下传感器响应特征曲线,分析表明,该方法还可以获得更多传感器检测能力细节,如各频点的响应能力和传感器的检测灵敏度及饱和区间等,该方法为进一步深入研究特高频传感器性能评价方法提供了理论和实践依据。 展开更多

关键词 特高频传感器 扫频法 响应特征 评价方法 GTEM小室

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一种用于GIS局部放电检测的新型特高频传感器 被引量：5

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作者 胡迪军 陈杰华 +1 位作者 李忠 冯允平 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2003年第4期26-27,30,共3页

研制了一种用于GIS局部放电检测的宽带特高频外部传感器,其有效带宽为300～3000MHz。用天线理论对该传感器的特性加以分析,并在实验室进行了性能实测,结果表明,该传感器有良好的特性。

关键词 全封闭组合电器 局部放电 检测 GIS 特高频传感器

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GIS内置碟形特高频传感器特性的仿真研究 被引量：2

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作者 徐洋 刘卫东 高文胜 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期73-79,共7页

特高频局部放电检测是现阶段电力设备现场检测的常用手段,而特高频传感器的灵敏度和频带特性对于其使用效果具有重要的影响。文中使用时域有限差分(FDTD)方法对GIS内置式碟形特高频传感器的特性进行了研究,分析了特高频信号从激发、传... 特高频局部放电检测是现阶段电力设备现场检测的常用手段,而特高频传感器的灵敏度和频带特性对于其使用效果具有重要的影响。文中使用时域有限差分(FDTD)方法对GIS内置式碟形特高频传感器的特性进行了研究,分析了特高频信号从激发、传播、接收到最终输出这一系列过程中的模态转化和信号衰减情况,并考虑了碟形传感器的形状参数对其测量效果的影响。研究结果对于内置式特高频传感器在GIS设备上的合理布置,以及传感器的优化设计具有重要的意义。 展开更多

关键词 GIS 特高频传感器 时域有限差分 灵敏度

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基于特高频传感器的局部放电信号并行采集系统设计 被引量：2

7

作者 代少升 刘仁光 刘凯 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1014-1020,共7页

针对传统局部放电信号采集系统采样率低、采样率不可灵活配置导致局部放电脉冲信号时域波形特征提取误差较大的问题,设计了一种用于特高频传感器的局部放电信号并行采集系统。系统以Xilinx 7系列FPGA为主控芯片、四片最高采样率为250 MH... 针对传统局部放电信号采集系统采样率低、采样率不可灵活配置导致局部放电脉冲信号时域波形特征提取误差较大的问题,设计了一种用于特高频传感器的局部放电信号并行采集系统。系统以Xilinx 7系列FPGA为主控芯片、四片最高采样率为250 MHz的ADC芯片通过分时交替并行采样技术实现最高1 GHz的采样率。系统在特高频传感器的基础上,主要分析并校正了由分时交替并行采样技术引入的偏置失配误差、增益失配误差和时延失配误差。仿真及实验结果表明,该系统能够采集到高精度的局部放电信号包络,并且在100 MHz带宽范围内无杂散动态范围(SFDR)提高到35 dB。 展开更多

关键词 分时交替并行采样 特高频传感器 局部放电 偏置失配 增益失配 时延失配

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GIS特高频传感器现场校验有效性影响因素 被引量：8

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作者 弓艳朋 彭江 +5 位作者 毕建刚 杨宁 阎春雨 常文治 许渊 陶诗洋 《中国电力》 CSCD 北大核心 2018年第12期101-106,113,共7页

通过注入陡脉冲信号校验现场GIS特高频传感器的有效性会受到各种因素的影响。在GIS真型试验平台上开展了不同的典型缺陷与陡脉冲信号源所激发特高频信号的传播衰减特性对比分析,并应用小波包分析,对比分析了信号在不同频段的传播规律。... 通过注入陡脉冲信号校验现场GIS特高频传感器的有效性会受到各种因素的影响。在GIS真型试验平台上开展了不同的典型缺陷与陡脉冲信号源所激发特高频信号的传播衰减特性对比分析,并应用小波包分析,对比分析了信号在不同频段的传播规律。试验结果表明:不同人工陡脉冲信号源会对检测结果产生较大影响,悬浮放电模型更加类似于人工陡脉冲信号源。通过注入陡脉冲信号对在运GIS的特高频传感器有效性开展验证,发现部分传感器存在问题。 展开更多

关键词 特高频传感器 现场校验 小波包 传播衰减特性

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SF_(6)及SF_(6)故障分解气体与局部放电柔性特高频天线传感器基底相容性实验研究 被引量：13

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作者 张国治 胡栩焜 +2 位作者 邓广宇 陈康 张晓星 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第15期4050-4062,共13页

采用柔性内置特高频(UHF)天线传感器是解决气体绝缘组合电器(GIS)内部潜伏性局部放电(PD)绝缘缺陷微弱高频电磁波信号感知的有效方法,而柔性UHF天线传感器基底材料和SF_(6)及其故障分解气体之间的相容是实现柔性UHF天线传感器内置于GIS... 采用柔性内置特高频(UHF)天线传感器是解决气体绝缘组合电器(GIS)内部潜伏性局部放电(PD)绝缘缺陷微弱高频电磁波信号感知的有效方法,而柔性UHF天线传感器基底材料和SF_(6)及其故障分解气体之间的相容是实现柔性UHF天线传感器内置于GIS的关键。基于此,该文通过搭建SF_(6)及其故障分解气体与PD柔性UHF天线传感器基底相容性实验平台,结合GIS实际运行环境温度,开展了多种常用PD柔性UHF天线传感器基底材料与SF_(6)及其故障分解气体相容性实验研究,利用傅里叶变换红外光谱仪、气相色谱质谱联用仪、扫描电镜、X射线光电子能谱仪分别从SF_(6)气体成分侧、柔性基底表面形貌及元素变化情况侧进行测试分析。实验发现,聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)三种常用PD柔性UHF天线传感器基底材料均不会对SF_(6)气体成分造成影响;常用的PI柔性UHF天线传感器基底会与SF_(6)故障分解气体中的SOF_(2)发生反应,导致SOF_(2)含量明显减少;PET在纯SF_(6)最高允许运行温度110℃条件下会发生轻微氧化;PI、PET两种PD柔性UHF天线传感器基底表面均会生成较多的含氟化合物;在研制柔性UHF天线传感器时宜选用PDMS基底。研究成果对GIS柔性内置UHF天线传感器的设计和应用具有重要的参考价值。 展开更多

关键词 柔性特高频天线传感器 气体绝缘组合电器(GIS) 柔性基底 相容性

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GIS局部放电特高频检测系统标定研究 被引量：35

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作者 李端姣 唐志国 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期3348-3354,共7页

特高频（UHF）局部放电检测技术的应用日益广泛,但迄今为止国内外对特高频局部放电检测系统性能标定方面尚缺乏标准和统一的评价方法。为解决局部放电特高频传感器及检测系统量化标定,以及传感器安装结构对实际检测效果影响的问题,设计... 特高频（UHF）局部放电检测技术的应用日益广泛,但迄今为止国内外对特高频局部放电检测系统性能标定方面尚缺乏标准和统一的评价方法。为解决局部放电特高频传感器及检测系统量化标定,以及传感器安装结构对实际检测效果影响的问题,设计开发了基于吉赫兹横电磁波（GTEM）小室的局部放电特高频检测标定平台,研究了3种典型安装结构因素对传感器和检测系统性能的影响。结果表明,传感器实际安装结构对其接收性能的影响非常显著,在300~1 500 MHz范围内,3种安装结构的传感器等效高度分别为10.8 mm,10.2 mm,3.3 mm。对应的UHF检测系统的灵敏度分别为2.8μV/mm,2.9μV/mm和36.7μV/mm,差异显著。因此对于UHF局部放电传感器及检测系统性能的标定评价必须综合传感器具体的安装结构因素进行一体化考核。 展开更多

关键词 全封闭气体绝缘组合开关设备 局部放电 特高频传感器 标定 吉赫兹横电磁波小室 传感器耦合特性 传感器安装结构

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电力设备局部放电超声、特高频一体化传感技术 被引量：20

11

作者 张国治 鲁昌悦 +3 位作者 周红 田晗绿 余星雨 张晓星 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期5090-5101,共12页

新型数字化电力系统的快速发展对电力设备运行状态的集成化智能感知提出了更高的要求,针对电力设备局部放电(partial discharge,PD)超声波法和特高频法传感器功能单一,无法实现PD绝缘缺陷全面高灵敏感知技术难题,以及超声波和特高频天... 新型数字化电力系统的快速发展对电力设备运行状态的集成化智能感知提出了更高的要求,针对电力设备局部放电(partial discharge,PD)超声波法和特高频法传感器功能单一,无法实现PD绝缘缺陷全面高灵敏感知技术难题,以及超声波和特高频天线传感器刚性结构在弧形结构电力设备上安装复杂的问题,为此通过对柔性超声、特高频传感器研究现状及结构的总结分析提出了柔性超声、特高频一体化传感技术,并初步构建了基于PVDF压电基底和改进型叉指电极的柔性超声、特高频一体化传感器结构模型,分别采用COMSOL、HFSS对一体化传感器的超声频响特性及特高频电磁波频响特性进行仿真研究,仿真结果表明:一体化传感器对20~200 kHz频段内的超声波信号均有位移响应;一体化传感器在0.4~0.45、0.55~0.6、1.7~3GHz这3个频段内的驻波比均小于5,最后搭建PD实验平台对研制的一体化传感器同时感知PD辐射超声波信号和特高频信号的可行性进行实验验证。实验结果表明超声、特高频一体化传感器可以同时感知PD超声波信号和特高频信号。该研究内容为电力设备PD关键特征信号的集成化传感提供了新的解决思路。 展开更多

关键词 电力设备 局部放电 柔性超声传感器 柔性特高频传感器 一体化传感技术

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基于腔模理论的圆盘传感器性能研究 被引量：4

12

作者 詹花茂 杨宁 +3 位作者 刘亚洲 郑书生 弓艳朋 杨圆 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期1245-1251,共7页

为了研究影响圆盘型UHF传感器性能的因素,本文基于腔模理论,采用XFdtd软件仿真研究了圆盘电极直径、介质基片厚度、介质基片介电常数、同轴馈源位置对传感器性能的影响;建立了基于GTEM小室的等效FDTD模型,采用频域有效高度对不同馈源位... 为了研究影响圆盘型UHF传感器性能的因素,本文基于腔模理论,采用XFdtd软件仿真研究了圆盘电极直径、介质基片厚度、介质基片介电常数、同轴馈源位置对传感器性能的影响;建立了基于GTEM小室的等效FDTD模型,采用频域有效高度对不同馈源位置的圆盘型UHF传感器的性能进行了评价。结果表明：圆盘电极直径、介质基片厚度和介质基片介电常数的增加会使传感器的频带向频率减小的方向移动;馈源位置对传感器谐振模式的影响明显,馈源位于ρ=a/4处的传感器较馈源位于ρ=0处的传感器,在300~800 MHz频段上的平均有效高度提高了约127%。 展开更多

关键词 特高频传感器 局部放电 腔模理论 谐振模式 吉赫兹横电磁波小室 时域有限差分法 有效高度

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基于矢量拟合算法的局部放电传感器性能分析 被引量：2

13

作者 邬蓉蓉 张炜 +1 位作者 莫小向 张玉波 《广东电力》 2017年第5期108-113,共6页

针对监测气体绝缘金属全封闭式组合电器局部放电的特高频传感器性能缺乏统一性能标准的问题,应用基于矢量拟合算法特高频传感器微带线的等效电路模型,实现了仅由传感器结构参数而获得其高频电路模型。首先采用标准高斯脉冲对矢量拟合算... 针对监测气体绝缘金属全封闭式组合电器局部放电的特高频传感器性能缺乏统一性能标准的问题,应用基于矢量拟合算法特高频传感器微带线的等效电路模型,实现了仅由传感器结构参数而获得其高频电路模型。首先采用标准高斯脉冲对矢量拟合算法建模,继而基于时域有限差分法比对分析模型响应特性,最后总结模型中不同脉冲源宽度的响应规律。仿真分析结果表明,矢量拟合算法模型与有限时域差分法的分析结果误差小于10%,据此可验证基于建模法构建特高频传感器标定系统的可行性。 展开更多

关键词 局部放电 特高频传感器 微带线 时域有限差分法

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GIS局部放电智能巡检定位技术及应用 被引量：33

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作者 牛勃 马飞越 +4 位作者 丁培 陈磊 魏莹 伍弘 马波 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期188-196,共9页

为及时诊断出GIS运行过程中的绝缘缺陷,文中依据变电站巡检机器人与带电检测设备设计了一套变电站GIS局部放电智能巡检定位系统。其中GIS局部放电巡检系统通过特高频智能检测系统对内置式特高频传感器所检测局部放电信号进行采集;之后... 为及时诊断出GIS运行过程中的绝缘缺陷,文中依据变电站巡检机器人与带电检测设备设计了一套变电站GIS局部放电智能巡检定位系统。其中GIS局部放电巡检系统通过特高频智能检测系统对内置式特高频传感器所检测局部放电信号进行采集;之后以无线通信的方式与搭载采集终端的巡检机器人通信,并将相应的数据上传至云端,实现局部放电信号的一次定位和长期跟踪。GIS局部放电定位系统基于GIS的筒型结构、声电信号的频带差、速度差以及定位示波器无线通信功能,采用Labview与MATLAB软件完成局部放电缺陷的声电联合二次高精度定位。试验证明:文中所设计的GIS局部放电智能巡检定位系统具有较高的检测灵活性与定位精度,可以应用于带电检测过程中GIS内部局部放电缺陷的跟踪定位。 展开更多

关键词 GIS 声电联合定位 巡检机器人 内置式特高频传感器 无线通信

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