高壓設(shè)備放電紫外檢測技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、檢測高壓設(shè)備放電可有效了解設(shè)備絕緣狀態(tài)，為故障檢測提供可靠的參考數(shù)據(jù)。因此，本文以高壓設(shè)備放電中的理論及檢測裝置為中心，研究了高壓設(shè)備的放電中的紫外光輻射及其特征量的提取，并在理論研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了檢測裝置的研究。主要工作和成果有：
　　根據(jù)氣體放電理論以及設(shè)備放電紫外光特性，提出了采用紫外脈沖法和紫外光功率法來檢測設(shè)備放電，對兩種檢測方法進(jìn)行了對比，總結(jié)出其優(yōu)缺點(diǎn)。在兩種檢測方法的基礎(chǔ)上，分別采用紫外光敏管和光電倍增管，研制了相

2、應(yīng)的檢測裝置?；诠怆姳对龉苎兄频淖贤夥烹姍z測儀，在測量中采用了高速放大、高速比較、波形甄別技術(shù)，獲取傳感器接收到的紫外脈沖數(shù)。針對傳感器所接收到的設(shè)備放電中的紫外光信號的特點(diǎn)，采用高速數(shù)字積分技術(shù)測量其光功率，并推導(dǎo)了傳感器接收到的紫外光功率與傳感器輸出的電信號之間的數(shù)值關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出整個設(shè)備的放電光功率，用以表征設(shè)備放電的紫外輻射光強(qiáng)。另外，該儀器還可以利用其特有的數(shù)字積分的方法描繪出整個放電的發(fā)展過程，為分析放電規(guī)律提供

3、了一種有借鑒意義的方法。
　　引入變異性理論來分析設(shè)備放電強(qiáng)度，并根據(jù)脈沖變異性和功率變異性提出了高壓設(shè)備放電強(qiáng)度的時域和頻域分析方法，根據(jù)時域分析指標(biāo)與AR模型功率譜分析法，提取設(shè)備放電紫外輻射的信號特征量，該方法可以檢測設(shè)備故障和絕緣子表面污穢程度。
　　基于時域分析法研制了用于特高壓驗(yàn)電的紫外驗(yàn)電儀與用于劣質(zhì)絕緣子檢測的絕緣子檢測儀。采用紫外驗(yàn)電儀進(jìn)行了輸電線與設(shè)備的驗(yàn)電試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：紫外驗(yàn)電儀能夠通過檢測高壓輸

4、電線及設(shè)備的紫外放電脈沖，判斷設(shè)備的帶電狀態(tài)，適用于高壓到特高壓輸電設(shè)備的驗(yàn)電。采用絕緣子檢測儀首先進(jìn)行了劣質(zhì)絕緣子檢測試驗(yàn)，試驗(yàn)表明該儀器能夠有效檢測出絕緣子串中的劣質(zhì)絕緣子。當(dāng)絕緣子串出現(xiàn)劣質(zhì)絕緣子的時候，其相對放電比變化幅度超過8％。
　　另外，還采用絕緣子檢測儀對污穢絕緣子的放電進(jìn)行了檢測試驗(yàn)。根據(jù)污穢絕緣子的紫外脈沖測量值，采用AR模型法對其放電變異性進(jìn)行功率譜分析，提取了絕緣子放電脈沖的功率譜特征，根據(jù)提取的特征量表征

5、絕緣子的污穢程度，結(jié)果表明：在污穢度極輕時沒有明顯的主譜峰頻率，隨著污穢度的增大，主譜峰頻率開始出現(xiàn)向低頻移動；總功率及各頻段功率也隨污穢度增大而逐漸增大；功率譜曲線?值也呈現(xiàn)相似的增長趨勢；而時域和頻域之間的K值基本不變，其穩(wěn)定值為1.80，可以采用時域特征和頻域特征來確定絕緣子的污穢等級。
　　研究了根據(jù)電暈放電的非電量（光能）測量值確定其電場強(qiáng)度的方法。采用有限元軟件MAXWELL3D仿真分析了電暈放電中的光場與電場之間的數(shù)

6、值關(guān)系。并分析了設(shè)備附近紫外光輻射功率與電場的相對大小之間的對應(yīng)關(guān)系。在實(shí)際的檢測中，根據(jù)實(shí)際測量值進(jìn)行定標(biāo)，實(shí)現(xiàn)電場強(qiáng)度的間接測量。通過現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)據(jù)對比分析，結(jié)果表明：紫外光通量密度數(shù)值與場強(qiáng)數(shù)值的數(shù)值保持同樣變化規(guī)律，數(shù)據(jù)曲線基本吻合；光通量密度與場強(qiáng)值的相關(guān)系數(shù)落在5-9之間，占總數(shù)81％的數(shù)據(jù)偏差小于30％，相關(guān)性整體上比較好，但有少數(shù)偏差。
　　將模糊集理論應(yīng)用于高壓設(shè)備放電紫外輻射測量中，根據(jù)測量得到的設(shè)備紫外輻