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1、 学校代码:国内图牿分类号:密级:公开国际图二。分类号:专业硕士学位论文基于超声和超高频检测法的局部放电的研究硕士研究生: 白剑忠导寸 师: ,?: 李慧奇副教授张立群高工企业导师:申请学位: 工程硕二电气工程专业领域:培养方式: 在职所在学院: 电气与电子工程学院答辩日期: 年月授予学位单位: 华北电力大学 :.:,?:华北电力大学工程硕士学位论文原创性声明本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文基于超声和超高频检测法的局部放电的研究,是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间,在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写
2、过的研究成果,也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名: 日期:别多纠叼华北电力大学工程硕士学位论文使用授权书本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文:学校可允许学位论文被查阅或借阅;学校可以学术交流为目.复制赠送和交换学位论文;同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。本学位论文属于请在以上相应方框内打“”:保密口,在
3、 年解密后适用本授权二不保密囹作者签名:刚】:年月同顷侧业导师签名:其:年月研摘 要摘 要随着设备在电力系统中的运用同益广泛,其各项特性参数是否正常对电力系统稳定运行有着重要意义。由于设备结构上的特点,的停电检修具有相当大的难度,因此对其进行监测工作是非常有必要的。目前对监测的手段非常有限,超声检测法和超高频检测法均是设备现场局部放电的主要检测方法,但还没有一套系统的可以参考的判断依据。本文通过模拟实验和现场测试,对的固体绝缘内部气隙放电、自由金属微粒放电、尖端放电、悬浮电位放电进行了分析研究,总结出了这四种放电形式的超声检测法和超高频检测法所测试的放电特征图谱,为设备内部放电的形式的判断提供
4、了依据。关键词:局部放电 超声检测法 超高频检测法华北力人学丁程硕:学位论文。曼曼曼皇苎曼毫曼曼曼曼烹 ,.,. , , . , , .,:, ,目 录目 录摘要.一.一.?.?. 第章绪论.一.设备的局部放电带电测试的背景?.设备的局部放电带电测试的意义?.局部放电研究现状?一.运行中存在问题?.超声和超高频检测法研究现状?.超声检测法?:.超高频检测法?.论文的主要内容?一第章实验装置和检测仪器.?.?.?.?.?,.一.模拟内部故障模型?.试验设备?.局部放电检测仪技术参数?一.?】一.超声检测仪技术参数?.超高频检测仪技术参数 .本章小结第章内部局部放电的超声检测.,.一.,.试验设备
5、?.试验分析?. 。靛式绝缘子内部气隙放电.对于底部的金属微粒放电?. .悬浮电位放电?.?.:?. .尖端放电?.:?.:. .本章小结?.第章 内部局部放电的基于超高频检测.试验设备?:?. .试验分析?.?.翁式绝缘子内部气隙放电.对于气室底部的会属微粒放电一.悬浮电位放电?华北力人学丁程硕:学位论文曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇蔓曼曼舅曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇皇曼曼量曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼蔓曼曼曼曼曼曼曼曼蔓曼曼蔓.尖端放电超声与超高频局部放电特征图谱的比较?一.本章小结.第章超声和超高频联合检测法在现场中的应用.事故案例?.局部放电图谱分析?.案例分析?.本章小结?一第章结论.一.参考文献.,
6、.攻读工程硕士学位期间发表的论文.致谢.一.作者简介.第章绪论曼皇寡皇鼍阜晕曼鼍置皇篡鼍景舅阜皇号号号鲁皇亨乒搴皇曼曼曼第章绪论.设备的局部放电带电测试的背景高压电气设备的安全运行一直是电力企业关注的焦点。随着国民经济的高速发展,对电力系统可靠运行的要求越来越高,对电气设备的质量及运行维护检测手段提出了更高的要求。世界各国的电力生产、管理和研究部门对电力系统各种类型的电力设备进行了大量的试验和研究,以期解决设备运行可靠性的问题?。高压电力设备的运行可靠性很大程度上取决于设备绝缘的可靠性,而绝缘的可靠性则取决于设备的绝缘结构设计、制造的工艺和运行维护工作,而运行维护工作主要包括检测和检修两方面的
7、工作。目前国内对电力设备的绝缘检测主要采用定期停电试验,此方法已积累了丰富的经验,并形成了一套绝缘预防性试验规程。但是随着电力工业的迅速发展,电网容量的增大,设备数量的急剧增加,传统的测试方法愈来愈显示出许多不足【:设备必须停电,有时停电申请难以批准;试验周期长,试验工作量大;试验电压低,所得的数据有时不能真实反映出设备的绝缘状态;高压设备的绝缘劣化是一个累积和发展的过程,在很多情况下预示无法发现潜在的缺陷。在这种情况下,积极探索和开发电气设备的带电测试和在线监测技术,研究和应用快捷准确的绝缘诊断方法十分必要。现代先进的传感器、电子技术和计算机技术为绝缘的状态监测提供了很好的技术条件。.设备的
8、局部放电带电测试的意义电气设备检修从“事故维修”到“定期维修”,最后过渡到“状态维修”,这是历史发展的必然,也是技术发展才能实现的。随着输变电设备状态检修的实施,需要采用科学有效的方法来掌握设备的健康状况,实际故障的统计分析表明,绝缘故障是影响设备正常运行的主要原因。而局部放电是造成绝缘劣化的主要原因,也是绝缘劣化的重要表现形式,与设备绝缘的劣化和击穿过程密切相关,能有效地反映设备内部绝缘的故障。华北力火学工程:。:学位论文蔓曼 .量皇笪曼曼曼曼曼曼曼曼苎曼皇曼皇曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼因此,对电力设备进行有效的局部放电检测对于电力设备的安全稳定运行具有重要意义。由于结构的特殊性,它在制造和运行维
9、护中存在一些特殊的问题:结构紧凑,内部绝缘中电场强度高,对微小绝缘缺陷非常敏感【。中若出现微小绝缘缺陷,如金属微粒、部件松动等,很容易导致绝缘击穿的严重事故【】。近些年来,运行中的绝缘故障仍有发生,造成严重的经济损失和社会影匈。由于结构上的特点,常规的巡视无法有效了解设备的运行状况,常规的检测试验经常受到限制。例如,在现场条件下,常规局部放电试验通常难以进行。目前,对运行状况的检测还缺少充分的技术手段,运行维护也缺少经验和相应的规程。现场检修十分困难,检修环境要求高,拆装工作量大,停电时间长,影响范困大,检修费用昂贵。当出现突发性故障时,故障定位和检修往往需要很长时问。如何保证这些设备的安全运
10、行,同时避免不必要的停电检修,节省检修费用,这是运行中面临的重要问题。随着使用数量和使用年限的增加,这一问题:阿会更加突出。因此对于局部放电的带电检测和诊断有着非常重大的意义:提高制造和检修质量。在完成工厂组装、现场安装和现场检修后,均需要进行严格的检测试验,包括局部放电试验。局部放电在线检测能够克服现场条件下常规局部放电试验所受的限制,提供一个新的检测手段,对于保证制造和检修质量具有重要意义。哥放电在线检测,能够在常运行的条件下避免突发事故。检测绝缘状况,及时发现早期的绝缘缺陷,避免重大绝缘事故。实现绝缘的状态维修。借助局部放电在线检测,可以有的放矢地进行绝缘维护,避免盲目的停电维修。提高试
11、验检修效率。局部放电在线检测的定位功能,能够弥补常规局部放电检测方法不能定位的不足,极大地方便局部放电源和干扰放乜源的查找,避免反复的试验和拆卸,提高试验检修效率。.局部放电研究现状.运行中存在问题目前,大部分变电站内所使用的等级断路器主要采用的是重心较第章绪论低、抗震性能优良罐式断路器,而且由于全封闭设备在对应环境方面的独特优点,变电站的数量也再以惊人的速度增加,但是,和与常规的柱式断路器相比有一个致命的弱点:其灭弧室在一个空间非常小的接地金属罐内。由于设备的运行电压高、其内空间极为有限,导致设备的工作场强很高,这就对罐内的气体的绝缘强度有一个非常严格的要求。另一方面,设备中绝缘裕度相对较小
12、,在严格控制的环境条件下,设备中气体的击穿强度可望达到相当高的水平,但实际通常只能达到期望值的一半,甚至更低。一旦设备内部出现某种缺陷,极易发生设备故障。当设备内部绝缘出现问题后,最先:始的是产生局部放电【】,所以,测试的重点应放在测试局部放电上,当测试发现设备异常后,可采用其它测试手段加以分析验证。随着变电站数量的增多,设备发生故障的几率也在增加,由于以往人们认为设备属于免维护设备,但是这几年各网省的事故也非常多,如年月闩某研究院在对某变电站二期第三串进行耐压试验,首先进行相对地老练耐压试验,加压至,分钟后常,试验完成后,缓慢升压,当升至时试验电压应为,发生.刀闸相气室内部放电,静触头处箍式
13、绝缘子处有明显灼伤痕迹,气室击穿。年月同凌晨.痕迹,检查发现是由于气室内 .刀闸相绝缘杆首先放电,接着刀闸均压罩对地放电。因此,加强和完善设备运行情况下的局部放电测试测,对保障设备的安全运行具有重要意义。.局部放电带电检测方法中的局部放电会在外壳上产生微弱的电流,使接地线一有高频放包脉冲流过,局部放电还会使通道气体压力骤增,在内部气体中产生纵波或超声波,并在金属外壳上出现各种声波.;局部放电还会导致。气体分解或发光,这些物理和化学变化特征,都可作为局部放电信号检测的对缘?。.目前,国内外在线检测吣”放电的主要方法有以下牙。.超声检测法由于内部产生局部放电信号时,会在腔体的外壁上产生超声波,因此可以用腔体外壁上安装的超声波传感器来测量局部放电信号。超声检测法的优点是抗电
