上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文超高頻方法用于GIS局部放電檢測的研究院系電子信息與電氣工程學(xué)院專業(yè)電力電子與電力傳動(dòng)姓名指導(dǎo)教師日期上海交通大學(xué)電氣工程系2010年1月ADISSERTATIONSUBMITTEDTOSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYFORTHEMASTERDEGREERESEARCHONGISPARTIALDISCHARGEMONITORINGWITHUHFMETHODAUTHORMAJORHIGHVOLTAGEANDINSULATIONTECHNOLOGYSUPERVISORSCHOOLOFELECTRONICINFORMATIONANDELECTRICALENGINEERINGSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITYSHANGHAI，PRCHINAJANUARY2010上海交通大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名日期年月日目錄目錄III第一章緒論111局部放電概述1111局部放電的定義1112局部放電的表征參數(shù)1113局部放電產(chǎn)生的原因2114局部放電產(chǎn)生的危害312局部放電的檢測方法313超聲檢測法概述514本文的主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排7141主要研究工作內(nèi)容7142本文的章節(jié)安排8第二章超聲局放信號的產(chǎn)生機(jī)理和傳播特性921局部放電產(chǎn)生超聲波原理9211電力聲類比9212局部放電產(chǎn)生超聲波機(jī)理1122超聲局放信號的傳播特性12221聲波的傳播速度12222聲波傳播中的衰減13223超聲信號路徑13224聲波傳播形式1423本章小結(jié)17第三章超聲局部放電檢測儀的系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1831系統(tǒng)功能定義18311系統(tǒng)的應(yīng)用目標(biāo)18312系統(tǒng)的功能特點(diǎn)19313系統(tǒng)的性能指標(biāo)1932系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案20321系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)20322各部分功能定義2133本章小結(jié)22第四章信號調(diào)理電路的設(shè)計(jì)2341前置放大器2342主放大器26421數(shù)字電位器26422主放大器設(shè)計(jì)方案28423主放大器的實(shí)現(xiàn)2943本章小結(jié)31第五章基于FPGA的數(shù)據(jù)采集處理子系統(tǒng)3251設(shè)計(jì)方案32511數(shù)據(jù)采集處理板整體結(jié)構(gòu)3252主要器件選型33521FPGA33522AD轉(zhuǎn)換芯片35523DDRSDRAM3653主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)37531數(shù)據(jù)存儲與傳輸系統(tǒng)37532信號調(diào)理參數(shù)控制42533GPMC通信模塊43534數(shù)字信號處理模塊47535工頻同步控制模塊4954本章小結(jié)49第六章專家診斷系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)5061專家診斷系統(tǒng)50611故障判據(jù)50612故障診斷流程51613故障類型診斷52614故障位置診斷5362實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證54621實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟54622實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析5463本章小結(jié)54第七章總結(jié)與展望5671總結(jié)5672展望56參考文獻(xiàn)57致謝59攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表的學(xué)術(shù)論文60第一章緒論11局部放電概述111局部放電的定義所謂局部放電（PARTIALDISCHARGE），是絕緣介質(zhì)中的一種電氣放電，就是指在電場作用下，絕緣系統(tǒng)中只有部分區(qū)域，如絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)部的氣隙、油膜或?qū)w的邊緣，發(fā)生非貫穿性放電通道的一種放電現(xiàn)象1。根據(jù)國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)IEC60270的定義“局部放電是指導(dǎo)體間絕緣僅部分橋接的一種電氣放電。這種放電可以在導(dǎo)體附近發(fā)生也可以不在導(dǎo)體附近發(fā)生。2”112局部放電的表征參數(shù)局部放電可以通過多種表征參數(shù)來描繪其狀態(tài)，局部放電表征參數(shù)主要有視在放電電荷Q、放電相位、放電重復(fù)率、起始放電電壓、放電熄滅電壓IU等。EU1視在放電電荷Q在絕緣體中發(fā)生局部放電時(shí)，絕緣體上施加電壓的兩端出現(xiàn)的脈動(dòng)電荷稱為視在放電電荷,其單位為皮庫PC，視在放電電荷為局部放電的基本表征參數(shù)之一。2放電相位在外加電壓作用下，放電發(fā)生的外加電壓相位即為局部放電的相位。在工頻正弦電壓下，放電相位與放電時(shí)刻的電壓瞬時(shí)值密切相關(guān)，放電相位也是局部放電的基本表征參數(shù)之一。3放電重復(fù)率在放電測試時(shí)間內(nèi)，每秒鐘出現(xiàn)放電次數(shù)的平均值稱為N放電重復(fù)率，其單位為次/S。當(dāng)外施電壓升高時(shí)，局部放電次數(shù)增加，放電重復(fù)率也隨之增加，放電重復(fù)率屬于局部放電的累計(jì)表征參數(shù)。4起始放電電壓當(dāng)試品上外加電壓逐漸上升，達(dá)到能觀察到出現(xiàn)局部IU放電時(shí)的最低電壓，即為起始放電電壓，其單位為KV。實(shí)際上，起始放電電壓是局部放電量等于或超過某一規(guī)定低值的最低電壓。IU5放電熄滅電壓當(dāng)加于試品上的電壓從已測到局部放電的較高值逐漸EU降低時(shí)，直至觀察不到局部放電時(shí)，外加電壓的最高值就是放電熄滅電壓。實(shí)際上放電熄滅電壓是局部放電量值等于或小于某一規(guī)定值時(shí)的最高電壓。對E于油紙絕緣，往往是，而對于固體絕緣結(jié)構(gòu)，與相差不大，固體絕IUIUE緣內(nèi)部的放電還可能出現(xiàn)。113局部放電產(chǎn)生的原因局部放電的產(chǎn)生是由放電部位的電場強(qiáng)度所決定的，尤其是絕緣結(jié)構(gòu)中電場分布不均勻，在局部區(qū)域電場過于集中3。如油浸式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)主要由油、紙、紙板和其它一些固體絕緣材料組成，由于絕緣材料性質(zhì)不同，以及絕緣內(nèi)部存在氣泡及雜質(zhì)，加上設(shè)計(jì)或制造上的原因，使油隙、油角、空氣隙、有懸浮電位的金屬體、金屬尖角和固體絕緣表面等處極易產(chǎn)生局部放電。造成電場不均勻的因素有很多，主要有以下幾點(diǎn)1）電氣設(shè)備的電極系統(tǒng)不對稱，如針對板、圓柱體等，如果變壓器的高壓引出線端的電場比較集中，不采取特殊的措施，就容易在這些部位首先發(fā)生局部放電；2）介質(zhì)不均勻，如各種復(fù)合介質(zhì)氣體固體組合、液體固體組合、不同的固體組合等。在電場的作用下，介質(zhì)的電場強(qiáng)度是反比于介電常數(shù)的，因此介電常數(shù)小的介質(zhì)中的電場強(qiáng)度就高于介電常數(shù)大的；3）絕緣體中含有氣泡或其它雜質(zhì)。氣體的相對介電常數(shù)接近于1，各種固體、液體介質(zhì)的相對介電常數(shù)都要比它大1倍以上，而固體、液體介質(zhì)的擊穿場強(qiáng)一般要比氣體介質(zhì)大幾倍到幾十倍，因此絕緣體中有氣泡存在是產(chǎn)生局部放電最普遍的原因。絕緣體中的氣泡可能是產(chǎn)品制造過程留下的，也可能是在產(chǎn)品運(yùn)行中由于熱脹冷縮在不同的材料的界面上出現(xiàn)了裂縫，或者因絕緣材料老化而分解出氣體。此外，在高場強(qiáng)中若有電位懸浮的金屬體存在，也會在其邊緣感應(yīng)出很高的場強(qiáng)；在電氣設(shè)備的各連接處，如果接觸不好，也會在距離很微小的兩個(gè)接點(diǎn)間產(chǎn)生高場強(qiáng)，這些都可能造成局部放電。114局部放電產(chǎn)生的危害雖然局部放電的放電能量很小，在短時(shí)間內(nèi)不會引起絕緣的穿透性擊穿，但可以導(dǎo)致電介質(zhì)（特別是有機(jī)電介質(zhì)）的局部損壞5,6。而長時(shí)間的局部放電會逐漸腐蝕、損壞絕緣材料，使放電區(qū)域不斷擴(kuò)大，最終導(dǎo)致整個(gè)絕緣體的擊穿。表11表示這一破壞過程。表11絕緣破壞過程TABLE11INSULATIONFAILUREPROCESS局部放電量明顯變化，并增大初期老化氣泡壁附著放電生成物，材料碳化放電生成物侵蝕、擴(kuò)大中期老化形成空洞，并向深層發(fā)展樹枝狀破壞性放電通道形成末期老化絕緣最終破壞因此，必須把局部放電限制在一定的水平之下。對電力設(shè)備進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，不但能夠了解設(shè)備的絕緣狀況，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)許多有關(guān)制造和安裝方面的問題，確定絕緣故障的原因及嚴(yán)重程度7。12局部放電的檢測方法局部放電的檢測是以局部放電所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象為依據(jù)。通過能表述該現(xiàn)象的物理量來表征局部放電的狀態(tài)。局部放電過程除了伴隨著電荷的轉(zhuǎn)移和電能的損耗之外，還會產(chǎn)生電磁輻射、超聲波、發(fā)光、發(fā)熱以及出現(xiàn)新的生成物等。因此與這些現(xiàn)象相對應(yīng)，局部放電的檢測方法可分為電氣測量法和非電測量法兩大類。其中電氣測量法主要包括脈沖電流法、無線電干擾法、超高頻檢測法等，而非電測量法則主要包括光測法、化學(xué)檢測法、超聲檢測法等【8】。簡單介紹如下【812】1脈沖電流法。脈沖電流法是目前應(yīng)用最為廣泛的局部放電檢測方法，該方法最早由英國電氣研究協(xié)會提出，因此亦稱ERA（ELECTRICALRESEARCHASSOCIATION）法。它是通過檢測線路中由局部放電產(chǎn)生的脈沖信號來判斷局部放電的水平。這種方法最顯著的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、實(shí)時(shí)性好，可以方便地得到放電量、放電重復(fù)率、放電能量等局部放電特征參量。但是該方法易于收到外部的電磁干擾，且該方法無法對局放源進(jìn)行定位【11】。2超高頻（UHF）檢測法。該方法于20世紀(jì)80年代初期由英國中央電力局（CEGB）提出13。超高頻檢測法分為超高頻窄帶檢測和超高頻超寬頻帶檢測。前者中心頻率在500MHZ以上，帶寬十幾MHZ或幾十MHZ，后者帶寬可達(dá)數(shù)GHZ。由于超高頻超寬頻帶檢測技術(shù)有噪聲抑制比高、包含信息多等優(yōu)點(diǎn)受到人們的關(guān)注，通常所說的超高頻檢測法即指超高頻超寬頻帶檢測。由于超高頻檢測法采用高頻段的電磁信號作為檢測信號，因而其可避開常規(guī)電氣測試方法中難以識別的電力系統(tǒng)中的干擾，從而提高了局部放電檢測的信噪比【14】。3光測法。光測法是通過檢測局部放電產(chǎn)生的光輻射作為測量依據(jù)的。通過局放光脈沖本身或光電轉(zhuǎn)換后，可以進(jìn)行局部放電光譜分析、局放光脈沖檢測（單個(gè)核序列）、局放定位、電氣絕緣老化機(jī)理以及局放電磁波傳播特性等各種研究，從而以不同角度深入對局部放電機(jī)理的理解【12】，光檢測法的優(yōu)點(diǎn)是不受電氣干擾，抗干擾能力強(qiáng)。但是由于光測法設(shè)備復(fù)雜昂貴、靈敏度低，且需要被檢測物質(zhì)對光是透明的，所以現(xiàn)場應(yīng)用的實(shí)例十分有限。4化學(xué)檢測法，主要指油色譜分析法和SF6分解物分析法。當(dāng)電力設(shè)備絕緣中發(fā)生局部放電時(shí)，各種絕緣材料會發(fā)生分解破壞、產(chǎn)生新的生成物，尤其是一些融于油中的特殊氣體，如CO2、C2H2、CH4、C2H4等。通過對變壓器油的定期抽樣分析，就可以判斷變壓器的局部放電發(fā)展趨勢，對于檢測緩變的絕緣老化正確率較高。該方法最大的優(yōu)點(diǎn)是不存在復(fù)雜的抗干擾問題。但是該方法也存在兩個(gè)缺點(diǎn)一個(gè)是無法發(fā)現(xiàn)突發(fā)性故障，另一個(gè)是無法進(jìn)行故障定位。5超聲檢測法。局部放電伴有聲發(fā)射現(xiàn)象。早在七十年代末，THARROLD、EHOWELLS等學(xué)者就對變壓器內(nèi)部放電的超聲特性及超聲檢測方法進(jìn)行了研究。這種將超聲波傳感器安裝在電力設(shè)備外殼上檢測局部放電產(chǎn)生的聲信號的方法稱為超聲波檢測法。該方法抗電氣干擾的能力強(qiáng)，大量的研究表明，通過超聲波信號測量，可對變壓器等電氣設(shè)備的局部放電進(jìn)行檢測、檢測和定位1516。對于以上所述的各種局放檢測方法，以對GIS的局放檢測為例，國際大電網(wǎng)組織（CIGRE）得出的普遍結(jié)論是1聲學(xué)檢測法、常規(guī)電測法和UHF法都有良好的靈敏度。2聲學(xué)和UHF法可對局放源進(jìn)行定位，而常規(guī)電測法不可以。3脈沖電流法需要一個(gè)外部耦合電容，不能用于運(yùn)行中的GIS。目前聲學(xué)檢測法適宜于現(xiàn)場檢測，而UHF法可用于局放的連續(xù)在線監(jiān)測，化學(xué)和光學(xué)檢測法的靈敏度較低，一般不用于在線檢測。表12為上述各種局部放電監(jiān)測方法的性能一覽表。表11GIS中局部放電監(jiān)測方法的性能一覽表監(jiān)測方法脈沖電流法超高頻法超聲波法化學(xué)法光學(xué)法優(yōu)點(diǎn)簡單；靈敏度較高靈敏度高；可用于運(yùn)行中設(shè)備靈敏度高；抗電磁干擾能力強(qiáng)不受電磁干擾不受電磁干擾缺點(diǎn)運(yùn)行設(shè)備不能使用；信噪比低造價(jià)高結(jié)構(gòu)復(fù)雜；要求豐富經(jīng)驗(yàn)的人操作靈敏度差；不能長期監(jiān)測靈敏度差；需多個(gè)傳感器可達(dá)精度5PC0508PCIFINNER_STATE0THENSTEP1SDA_ODATA_TDATADATAIFGPCS_P1THENCURRENT_STATEIDLEELSECURRENT_STATEWE_DATAENDIFWHENRD_DATAENDCASE534數(shù)字信號處理模塊數(shù)字信號處理模塊主要由FIR、FFT、峰值檢測、有效值檢測等模塊組成，其中FIR模塊作為其中FIR部分通過在ISE中調(diào)用IPCORE的形式實(shí)現(xiàn)，其余部分通過VHDL語言編寫相關(guān)代碼實(shí)現(xiàn)。在實(shí)現(xiàn)FIR數(shù)字濾波器之前，首先通過MATLAB自帶的FDATOOL設(shè)計(jì)所需要的FIR濾波器。在本設(shè)計(jì)中，我們首先設(shè)計(jì)一個(gè)截止頻帶為300KHZ的高通濾波器。其設(shè)計(jì)步驟如下。（1）首先調(diào)用MATLAB中的FDATOOL，輸入所需要設(shè)計(jì)的濾波器參數(shù)；在此，我們用窗函數(shù)法設(shè)計(jì)了一個(gè)80階的低通濾波器，該濾波器的截止頻帶為300KHZ，濾波器相應(yīng)曲線如圖514所示。圖514運(yùn)用FDATOOL設(shè)計(jì)的FIR濾波器（2）輸出濾波器系數(shù)，并保存為COE格式的系數(shù)文件。同時(shí)，在系數(shù)文件中將參數(shù)格式改寫成如下格式RADIX10COEFDATA0000373,0000560,0000703,0000560,0000373（3）將系數(shù)文件導(dǎo)入ISE的FIRCOMPLIER中，可得如圖515所示的相應(yīng)曲線。該曲線與我們的設(shè)計(jì)目標(biāo)基本吻合。圖515FIRCOMPLIER中的響應(yīng)曲線535工頻同步控制模塊54本章小結(jié)本章詳細(xì)介紹了FPGA數(shù)據(jù)采集處理板的設(shè)計(jì)方案，包括器件介紹、各主要模塊的實(shí)現(xiàn)等。其中重點(diǎn)介紹了數(shù)據(jù)存儲與傳輸系統(tǒng)、GPMC通信模塊和FIR濾波器的設(shè)計(jì)。FPGA數(shù)據(jù)采集處理板擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)采集、存儲、處理及連接ARM主控板和信號調(diào)理板等各部分電路，是整個(gè)超聲局放檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。第六章專家診斷系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn)專家診斷系統(tǒng)作為超聲局放檢測儀的人機(jī)交互界面，主要負(fù)責(zé)向局放檢測人員提供局放水平、局放類型及局放定位等信息。61專家診斷系統(tǒng)611故障判據(jù)在進(jìn)行專家診斷之前，系統(tǒng)需要比較諸如有效值、周期峰值等檢測量與所設(shè)置的閥值的大小關(guān)系，并通過分析比較結(jié)果判斷是否發(fā)生局部放電、是什么類型的局部放電及尋找局放源的位置等。具體的閥值如下所示。（1）有效值閾值測量時(shí)，“有效值”大于此值閾值表示有效值水平為高，否則為低。（2）周期峰值閾值測量時(shí)，“周期峰值”大于此值閾值表示周期峰值水平為高，否則為低。（3）有效值波動(dòng)范圍測量時(shí)，“有效值波動(dòng)”超過此范圍表示有效值波動(dòng)水平為高，否則為低。（4）周期峰值波動(dòng)范圍測量時(shí)，“周期峰值波動(dòng)”超過此范圍表示周期峰值波動(dòng)水平為高，否則為低。（5）50HZ頻率成分閾值測量時(shí)，“50HZ頻率成分”大于此值閾值表示50HZ頻率成分水平為高，否則為低。（6）100HZ頻率成分閾值測量時(shí)，“100HZ頻率成分”大于此值閾值表示100HZ頻率成分水平為高，否則為低。專家診斷系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際測量的有效值閾值、周期峰值閾值、有效值波動(dòng)范圍、周期峰值波動(dòng)范圍、峰值系數(shù)、頻率成分1閾值以及頻率成分2閾值，與設(shè)置的故障判據(jù)比較，并按照表61所示的所示故障判據(jù)判斷局放類型。表61局放類型診斷依據(jù)自由顆粒缺陷電暈缺陷局放缺陷信號水平高低高峰值/有效值高低高50HZ頻率相關(guān)性無有有100HZ頻率相關(guān)性無無有612故障診斷流程根據(jù)上一節(jié)所描述的故障判據(jù)，所設(shè)計(jì)的超聲局放檢測儀按照如圖61所示的流程圖進(jìn)行故障診斷，包括故障類型判定和故障源定位。整個(gè)過程可自動(dòng)完成也可手動(dòng)完成。信號中有50HZ或100HZ信號100HZ信號50HZ信號結(jié)束是100HZ信號值很大PD信號溢出否測量完成否檢查相位模式與電源周期相關(guān)性存儲數(shù)據(jù)否是決定PD是在中心導(dǎo)體上還是外罩上，根據(jù)流程4調(diào)整設(shè)定50HZ信號大否弱局放否屏蔽脫落或強(qiáng)PD圖61專家診斷系統(tǒng)故障診斷流程613故障類型診斷所設(shè)計(jì)的超聲局放檢測儀主要用于GIS和電纜的故障診斷，具體故障類型如表62所示。表61主要故障類型故障類型故障位置測量對象局放電暈自有顆粒中心導(dǎo)體殼體GIS電纜（一）連續(xù)測量模式連續(xù)測量方式檢測一個(gè)工頻周期內(nèi)的均方根信號和峰值信號，提供了信號的原始信息并可以顯示缺陷的種類。50HZ（頻率1）或者100HZ（頻率2）內(nèi)容提示了存在一次局部放電。波動(dòng)的峰值信號顯示產(chǎn)生了一次或多次的放電。當(dāng)檢測到峰值或有效值過大，而50HZ頻率成分和100HZ頻率成分不大時(shí)，可初步判斷被測試品存在自由顆粒缺陷，此時(shí)可使用脈沖測量模式進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)檢測到峰值或有效值過大，且50HZ頻率成分過大，而100HZ頻率成分不大時(shí)，可初步判斷被測試品存在電暈放電。此時(shí)可使用相位模式進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)檢測到峰值或有效值過大，且50HZ頻率成分和100HZ頻率成分都過大時(shí)，可初步判斷被測試品存在局放缺陷。此時(shí)可使用相位模式進(jìn)行確認(rèn)。連續(xù)模式用來測量與區(qū)別局放和電暈，在識別局放的過程中，需要使用到脈沖測量模式。（二）脈沖測量模式脈沖方式主要用于自由顆粒的測量。顆粒每碰撞殼體一次，就發(fā)射一個(gè)寬帶瞬態(tài)聲脈沖，它在殼體內(nèi)來回傳播。這種顆粒的聲信號是顆粒端部的局放和顆粒碰撞殼體的混合信號。如果在連續(xù)測量方式中初步判斷有顆粒故障，可采用脈沖方式進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。（三）相位測量模式相位方式主要用于局放和電暈的測量。使用同步單元（內(nèi)置）得到一個(gè)與工頻有關(guān)的幅值與相位關(guān)系圖，給出有關(guān)放電或碰撞發(fā)生在工頻周期的哪個(gè)位置的重要信息，用來判斷是否和工頻周期存在關(guān)系。適用于GIS的電暈、局放故障和電纜接頭放電的故障分析。如果在連續(xù)測量方式中初步判斷有放電/電暈故障，可采用相位方式進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。614故障位置診斷當(dāng)待測試品為GIS設(shè)備時(shí)，所設(shè)計(jì)的超聲局放檢測儀可對故障源進(jìn)行簡單的定位。若測到一個(gè)50HZ或100HZ信號源，檢測儀可用于區(qū)別放電來自中心導(dǎo)體還是GIS的外罩。局放定位采用信號幅值比較法，即利用超聲或信號傳播的衰減特性，移動(dòng)傳感器的位置，通過比較各處局放信號幅值，信號最大處表示靠近放電源位置，但該方法測量并不精度不高，只適合粗略定位。首先，在軸向進(jìn)行定位，移動(dòng)傳感器、觀察信號變化。如果在GIS的一個(gè)很寬區(qū)域內(nèi)信號都保持最大，局放源象是位于中心導(dǎo)體。如果最大值只出現(xiàn)在一個(gè)特定點(diǎn)，則有可能是在外罩上。SF6氣體具有對高頻信號的衰減大于低頻信號的衰減的特點(diǎn)。這一特性可用來區(qū)分局放來自中心導(dǎo)體還是外罩上。一個(gè)PD信號根據(jù)位置不同具有不同的頻譜。寬帶局放在SF6氣體中傳播時(shí)，其高頻區(qū)域信號衰減幅度遠(yuǎn)大于低頻信號。測量PD和電暈時(shí)，其信號頻譜從10到100KHZ，如果局放是在外罩上，則應(yīng)是寬帶局放，因?yàn)槲唇?jīng)氣體衰減，而對于中心導(dǎo)體來的信號，由于經(jīng)過氣體衰減高頻成分，可以通過調(diào)整過濾器的設(shè)定來驗(yàn)證局放位置。其定位程序如圖8，在設(shè)定菜單中將上限頻率從100KHZ降到50KHZ，如果頻率1和頻率2信號顯著減小，其位置可能在外罩上，這是因?yàn)檫^濾器能濾掉大于50KHZ的信號，說明測到的這個(gè)局放信號是寬帶信號。如果兩個(gè)信號幾乎沒有變化，其位置可能在中心導(dǎo)體上，其高頻信號在氣體中傳播時(shí)已被衰減。對絕緣系統(tǒng)來說，普遍認(rèn)為中心導(dǎo)體上局放比外罩上的局放更可怕。局放源定位流程如圖62所示。決定PD是在中心導(dǎo)體還是外罩局放源定位否結(jié)束否找出信號最大點(diǎn)局放源定位于一點(diǎn)還是很寬范圍50HZ/100HZ信號顯著減少否局放源象是在外罩上信號來自外罩高頻沒有被氣體衰減是降低上限截止頻率，從100KHZ降至50KHZ局放源象是在中心導(dǎo)體上無高頻信號被過濾信號來自中心導(dǎo)體是否寬范圍點(diǎn)圖62故障位置診斷流程62實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證621實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟622實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析63本章小結(jié)本章詳細(xì)介紹了專家診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)的超聲局放檢測儀具有三種不同的測量模式連續(xù)測量模式、脈沖測量模式和相位測量模式。其中連續(xù)測量模式主要用于故障類型的初步診斷，而脈沖測量模式和相位測量模式可對診斷結(jié)果進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)。同時(shí)，本章還介紹了專家診斷系統(tǒng)用于故障位置診斷的方法和流程，對于GIS設(shè)備，超聲局放檢測儀可對故障源進(jìn)行簡單的定位，即判斷故障是發(fā)生在中心導(dǎo)體上還是設(shè)備外殼上。第七章總結(jié)與展望71總結(jié)72展望參考文獻(xiàn)1邱昌容，曹曉瓏，電氣絕緣測試技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2002第一版2IEC60270,HIGHVOLTAGETESTTECHNIQUESPARTIALDISCHARGEMEASUREMENTS20013岳桂芳，局部放電產(chǎn)生的原因及分析，機(jī)械工程與自動(dòng)化，2005年第4期5BARTNIKASRDETECTIONOFPARTIALDISCHARGEINELECTRICALAPPARATUSIEEETRANSONELECTRICALINSULATION19996KURTZM,LYLESJF,STONEGCAPPLICATIONOFPARTIALDISCHARGETESTINGTOHYDROGENERATORMAINTENANCE7吳廣寧大型發(fā)電機(jī)故障放電在線監(jiān)測及診斷技術(shù)成都西南交通大學(xué)出版社，200L8郭俊，吳廣寧等，局部放電檢測技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展，電工技術(shù)學(xué)報(bào)，20052第20卷第2期9徐斌,王晶,李彥明,變壓器中局部放電超高頻信號傳播的仿真研究高壓電器,200710QINGGUO,C,WYONGHONG,WXINLAOTHEUHFMETHODFORMEASUREMENTOFPARTIALDISCHARGEANDINTERFERENCESUPPRESSIONINELECTRICALINSULATINGMATERIALS,2005ISEIM2005PROCEEDINGSOF2005INTERNATIONALSYMPOSIUMON200511錢勇,黃成軍,江秀臣等,GIS中局部放電在線監(jiān)測現(xiàn)狀及發(fā)展高壓電器,200412司文榮，李軍浩等,局部放電光測法的研究現(xiàn)狀與發(fā)展高壓電器,200813BMPRYORREVIEWOFPARTIALDISCHARGEMONITORINGINGASINSULATEDSUBSTATIONSASCIENCE，EDUCATIONANDTECHNOLOGYDIVISIONCOLLOQUIUMONPARTIALDISCHARGESINGASINSULATEDSUBSTATIONSC1，LONDON，L99414李智敏,史保壯等,用超高頻法檢測GIS中的局部放電高壓電器,199815邱昌容，王乃慶電工設(shè)備局部放電及其檢測技術(shù)M北京機(jī)械工業(yè)出版社，199416LUYI，HUXIAOYUNPDDETECTIONANDLOCALIZATIONBYACOUSTICMEASUREMENTSINANOILFILLEDTRANSFOFINERJIEEPMCSCIMEASTECHNOL，2000，147281851