基于超声波的高压开关柜局部放电非侵入式在线监测系统的研究
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基于超高频电磁波检测的局部放电在线监测系统的研究摘要:多年来,人们对高压电力设备所产生的局部放电检测,一直依赖于超声波检测技术。
这种检测技术,极易受到外界声波的干扰,一直不能成为高压设备检测和诊断的有效的、可信赖的手段。
关键词:超高频电磁波检测;局部放电;在线监测1.前言超高频局部放电检测及诊断技术的出现,在“专家诊断系统”的支持下,具有极高的抗干扰能力、检测准确度、极强的数据分析能力和极好的局部放电源的定位能力。
2.超高频法概述超高频法(UHF:300MHz~3GHz)就是利用局部放电辐射出的UHF电磁波进行检测的一种方法。
该方法具有抗干扰能力强、灵敏度高等特点,且这种非接触的测量方式对于二次设备和人员更安全,系统结构简单,特别适合于在线监测,因而较之其他方法具有明显的优势。
最早提出并进行研究的是英国Strathclyde大学,第一套GIS的UHF监测装置于1986年安装在苏格兰的Torness核电站。
近年来,UHF检测已成为广大研究者关注的热点,并广泛应用在GIS、电力变压器、电缆和发电机等电力设备上。
至20世纪90年代中,英国所有新GIS装置都为UHF监测安装了内部耦合器。
目前英国、德国许多欧洲国家在现场均采用此法,将其普遍应用于工厂试验、预试和在线监测。
我国局部放电UHF检测技术从20世纪90年代迅速发展。
3.局部放电原因分析3.1母线电晕,是指由母线上尖锐的突出物所产生的PD,这种突出物可能是由于小的金属屑附着在母线上而产生的,突出物的尖端高度受力并在母线电压达到峰值时产生电晕。
3.2壳体电晕,与母线电晕,不同的是突出物附着在壳体管壁上而不是母线上。
3.3浮动电极放电,指GIS上没有接地或者接到母线上的一部分被称为浮动元件或浮动电极。
浮动电极的表现形式很像一个放电电容器,且幅值较高,甚至可以达到满幅值(100%),其输出将使PDM系统的输入放大器达到饱和。
浮动电极放电往往发生在主周期的第一和第三象限,并且有相对较高的放电率。
基于TEV超声波法的10kV开关柜局部放电检测方法摘要:高压开关柜是电力系统中的重要电气设备,其安全可靠运行保障了电网的安全性与稳定性。
局部放电是造成高压开关柜绝缘故障的主要原因,也是绝缘劣化的重要征兆。
因此快速准确检测开关柜内局部放电对于及时排除设备缺陷、提高供电可靠性具有重要意义。
关键词:TEV超声波法;10kV开关柜;局部放电;检测方法一、10kV开关柜局部放电的产生原因在10kV高压开关柜在长时间工作过程中,处于高压开关柜范围的金属件、绝缘件等考虑到制造过程隐藏的局部缺陷,将会造成一定程度的局部放电现象。
长期工程应用证明,局部放电问题是造成10kV高压开关柜绝缘下降的关键原因。
局部放电现象的产生原因是绝缘介质中的电场强度分布与绝缘的电气物理性能差异。
基于此,局部放电现象的主要发生条件为:(1)若绝缘体表面、内部存在一定气隙将造成气隙内产生对应强度的放电问题。
(2)考虑到绝缘体内存在一定的导电物质,在该物质的边缘中电场相对集中,也将造成对应的局部放电问题。
(3)在开关柜高电压端口中,考虑到电场相对密集,将在介质与空气的接触面上存在表面局部放电问题。
二、电气设备局部放电过程分析根据经典麦克斯韦电磁场理论,若局部放电问题发生产生交变电场,相应的交变电场将产生交变磁场,与之相反交变的磁场可以感应出交变电场。
综上可知,高压开关柜内电场、磁场将以交变的形式相互耦合地向外环境传播电磁能量。
现有10kV高压开关柜应用中,为缩减装置的物理尺寸及占地面积,通常采用较多的例如环氧浇注工艺CT、PT等绝缘材料。
一旦上述CT、PT等绝缘材料发生局部放电问题,实际放电点首先聚焦在与该放电点距离最近的接地金属上,并以高频电流脉冲特性向多维度传递。
同时,对于存在的CT、PT等绝缘材料内部放电问题,放电点将存在于接地屏蔽的最表面端,为此无法应用对应的分析方法从外端进行检测。
统计10kV高压开关柜电气装置局部放电多以以下几种方式,即:设备表面、设备内部、设备尖端以及电晕放电等。
高压开关柜局部放电检测技术研究高压开关柜是电力系统中非常重要的设备之一,用于控制和保护电力设备的正常运行。
在长期运行过程中,高压开关柜中会产生电弧放电,这是由于电器设备的老化、绝缘性能下降等因素导致的。
如果不能及时检测和处理高压开关柜中的局部放电问题,将会对电力系统的运行安全和设备的正常使用造成严重影响。
高压开关柜局部放电检测技术对于及时发现和处理电器设备的故障非常重要。
本文主要针对高压开关柜局部放电的检测方法进行了研究,旨在提出一种高效、可靠的局部放电检测技术,以提供开关柜运行状态的全面监测。
局部放电的检测方法主要包括电流法、电压法和超声法等。
电流法是通过测量高压电流的变化来判断设备是否发生局部放电。
电压法是通过测量绝缘电压的变化来判断设备是否发生局部放电。
超声法是通过测量声波信号的变化来判断设备是否发生局部放电。
这些方法各有优劣,在实际应用中可以根据需要选择合适的方法进行检测。
在研究中,我们通过实际的高压开关柜进行了试验和数据采集,并对各种局部放电检测方法进行了比较和分析。
实验结果表明,电压法是一种较为可靠的方法,可以准确地检测高压开关柜中的局部放电问题。
通过对绝缘电压的监测,可以及时发现和处理高压开关柜的故障,从而保证电力系统的安全运行。
为了提高检测的准确性和效率,我们还对局部放电检测技术进行了优化。
主要包括信号处理算法的改进和检测设备的升级。
通过改进信号处理算法,我们可以提高信号的噪声抑制能力,提高检测的准确性。
而通过升级检测设备,我们可以提高信号采集和处理的速度,使得检测能够更加实时和有效。
高压开关柜局部放电检测技术研究顿德贤摘要:在如今的日常生活之中,随着人们生活水平的不断提高,人类活动所需要的用电负荷越来越大,在电力给我们生活带来更多便利的同时,对我国的电力电网也提出了更高的要求,这就要求我国的电力部门要更新电力设备,加强电力电网建设。
在电力电网设备中,高压开关柜发挥着十分重要的作用,但是高压开关柜如果发生故障,就会严重影响电力输送,甚至导致局域断电。
因此,进行高压开关柜局部放电故障检测,能够及时了解其内部的健康情况,预先发现高压开关柜故障,提前消除缺陷,保证高压开关柜的正常运行。
关键词:高压开关柜;局部放电;检测技术高压开关柜是电力系统中不容忽视的一个部分,它如果出现了内部绝缘部分的缺陷、绝缘部分劣化或者是接触不良等问题,就会对电力系统的安全运行造成威胁。
根据全国2005-2010年开关柜出现事故的统计,由于绝缘以及载流两个方面引起的故障占比40%,其中绝缘部分闪络造成的事故占比79%;故障潜伏期也可能会出现偶然的放电现象,此时,通过放电监测能够准确地检测出相关信息。
1.局部放电现象以及其危害1.1局部放电现象局部放电现象是指在足够强的电场作用下,电力设备绝缘介质局部范围内出现的放电现象。
该现象会导致导体间的绝缘局部短接,造成各种破坏。
根据目前的研究结果,局部放电可能在液体绝缘气泡、固体绝缘空穴、导体或半导体的边缘处发生,大多集中于气隙部位。
1.2局部放电现象的危害局部放电的危害主要包括两个方面,一是造成系统设备绝缘性下降、加快老化速度,二是造成电能的浪费。
由于高压开关柜电压较高,超过空气等介质的击穿场强,会对系统中各类构件的绝缘外皮造成不利影响,在强大电压作用下,电流的破坏力十分突出,绝缘皮的老化速度会在局部放电的影响下加快,二者呈现显著的正相关。
电能的浪费方面,频繁的局部放电会造成系统电能损耗的加剧,研究人员曾对广州某地 11 座大型商民两用建筑进行过调查,结果表明严重的局部放电会导致电能损耗增加 8%-15%。
研究与探索Research and Exploration ·智能检测与诊断随着科技的不断发展,电力系统的建设也得到了前所未有的发展。
电力物联网建设是电力系统建设的重要组成部分,已经逐渐成为电力行业的发展重点。
在电力物联网建设过程中,电力系统运行安全是备受重视的一个问题。
大型变压器、开关柜等高压电气设备的运行状态成为电力企业进行电力系统检测的重要目标。
由于高压电气设备的检测手段目前仍以定期停机断电检修的离线监测为主要方式,大大降低了电力设备的检测效率,高压设备强电局部放电在线检测技术研究梁明星(贵州省机场集团有限公司,贵州 贵阳 550000)摘要:在我国现代工业发展水平逐步提升的背景下,我国电力系统规模逐步扩大,电力设备运行安全得到了系统人员的高度关注。
高压电气设备作为电力企业电网系统的重要构成,确保高压设备平稳运行是维护电力系统正常运行的重要保障。
伴随电能需求量逐步提升的背景下,高压设备的检测与维护工作是当代电力企业管理工作的重中之重,需要利用在线检测技术开展高压设备强电局部放电维护工作。
为此,本文首先对局部放电产生原因以及具体类型进行阐述,其次对局部放电在线检测技术进行分析,最后对高压设备强电局部放电在线检测技术的应用进行深入研究,提升对高压设备的维护水平,促进电力企业的可持续性发展。
关键词:高压设备;强电局部放电;在线监测技术中图分类号:TM855 文献标识码:A 文章编号:1671-0711(2024)02(上)-0212-04也给电力系统的正常运行带来了一定的风险。
一旦出现设备故障问题,将会影响电力系统的正常运行,不仅有断电的风险,同时也有可能造成设备被损毁,继而导致整个电力系统瘫痪,给整个电力公司带来了极大的经济损失。
为解决这一问题,局部放电在线检测技术的应用成为一种新的解决方案。
这种技术可以尽可能简化电力系统的检测流程,实施分析与判断电力设备的绝缘状态,大大降低安全事故的发生。
高压开关柜局部放电检测分析【摘要】高压开关柜的安全可靠运行直接影响整个变电站的供电可靠性,对开关柜进行局放检测显得尤为重要。
本文主要分析了检测高压开关柜局部放电的TEV方法与超声波方法的原理及检测方法。
利用TEV与超声波相结合的方法进行了局部放电源的定位,经验证该方法精确度较高,对局放检测有一定的实用价值。
【关键词】高压开关柜;局部放电;TEV检测;超声波检测1.引言目前,对开关柜设备局部放电(PD)的检测方法主要有脉冲电流法(ERA)、射频法(RF)、超声法、超高频法(UHF)、暂态对地电压法(TEV)等。
脉冲电流法可以测定出局部放电的一些基本量(如:视在放电量q、局部放电脉冲大小、数量与相位),该技术成熟、应用广泛,但缺点是抗干扰能力差。
射频法和超高频法可以实现开关柜局部放电的带电检测,但是不能给出局部放电量。
超声波法抗干扰能力强且可以很好的实现放电源的定位。
暂态对地电压(TEV)法作为一种带电检测技术,具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点,因此逐步在国内变电站推广使用[1]。
本文分析了TEV及超声检测的原理,并自制TEV传感器,在实验室,搭建基于TEV与超声波检测的实验平台,通过示波器利用时间差法实现了局部放电源的精确定位。
2.TEV检测法的原理2.1 暂态对地电压(TEV)高压电气设备发生局部放电时,放电量往往先聚集在与接地点相邻的接地金属部位,形成对地电流在设备表面金属上传播。
对于内部放电,放电量聚集在接地屏蔽的内表面,屏蔽连续时在设备外部无法检测到放电信号,但屏蔽层通常在绝缘部位、垫圈连接、电缆绝缘终端等部位不连续,局部放电的高频信号会由此传输到设备屏蔽外壳[2]。
因此,局部放电产生的电磁波通过金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传出,并沿着设备金属箱体外表面继续传播,同时对地产生一定的暂态电压脉冲信号,该现象由Dr.John Reeves在1974年首先发现,并将其命名为暂态对地电压。
局部放电超声波在线检测技术的应用局部放电超声波在线检测技术是一种非常重要的电力设备在线监测技术。
它可以用来检测电力设备内部出现的缺陷和故障,可以避免许多电器事故的发生。
下面我们将详细介绍局部放电超声波在线检测技术的应用。
一、概念局部放电超声波在线检测技术是利用超声波传感器在电力设备内部进行无损检测的一种技术。
这项技术是在电力设备开始运行时就通过超声波检测设备内部的缺陷和故障,这样可以在问题发生前进行把控,有效地保护设备的安全稳定运行。
二、优点1. 没有干扰局部放电超声波在线检测技术是一种非侵入式的检测技术,它不会对电器的正常工作、维护和使用产生任何干扰。
因此,它可以满足不间断的在线检测要求,更有利于电力设备的保护。
2. 高灵敏度局部放电超声波在线检测技术灵敏度非常高,它可以检测到非常微小的局部放电和故障信号,甚至可以检测到1纳瓦的电流,并通过高精度的算法进行分析和判定。
这对于早期的故障预测和防范非常有用。
3. 高精度局部放电超声波在线检测技术具有高精度,它可以通过对局部放电信号的测量和分析来判断故障产生的原因和位置,从而提高检测的准确性,同时还可以对电力设备的运行状态进行实时评估,并给出预警信号,以便及时进行维护和保养。
三、应用1. 高压变压器局部放电超声波在线检测技术可以大大提高高压变压器的整体健康状况。
利用该技术可以在高压变压器电极间距离过小、过载及潮湿等多种环境下及时检测变压器内部局部放电。
当局部放电信号超过实时阈值时,就会发出预警信号,提示相关人员进行相应的维护和保养。
2. 充电桶局部放电超声波在线检测技术也得到了充电桶的应用。
这些桶用于存放气体,利用该技术可以对其进行监测,防止在存储过程中产生气体泄漏,以更加有效地保障供应链的安全和稳定。
3. 电缆局部放电超声波在线检测技术可以用于电缆的预防性维护。
他可以及时检测出电缆内部的局部放电故障,并直接定位和识别故障点,图像界面上显示其位置,从而避免电路跳闸和线路的替换,及时低成本保持电力设备完整性。