電力設(shè)備局部放電測(cè)量中抗干擾研究的現(xiàn)狀和展望

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1、電力設(shè)備局部放電測(cè)量中抗干擾研究的現(xiàn)狀和展望返回相關(guān)信息首頁(yè)王曉蓉，楊敏中，嚴(yán)璋（西安交通大學(xué)電氣工程學(xué)院，陜西省西安市710049）摘要：綜述了國(guó)內(nèi)外電力設(shè)備局部放電測(cè)量中抗干擾研究的現(xiàn)狀。討論了局部放電信號(hào)的特性以及常見(jiàn)干擾的類(lèi)型、特點(diǎn)和傳播途徑；分頻域開(kāi)窗、時(shí)域開(kāi)窗和時(shí)－頻分析3類(lèi)，詳細(xì)介紹了現(xiàn)有的抗干擾措施，分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍；為了定量地評(píng)價(jià)干擾的抑制性能，以實(shí)現(xiàn)去噪的最優(yōu)化，給出了幾種表征抗干擾效果的特征量；最后展望了今后抗干擾研究的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：電力設(shè)備；局部放電；抗干擾1引言　　

2、隨著電力設(shè)備電壓等級(jí)的提高和各種有機(jī)絕緣材料的廣泛應(yīng)用，電力設(shè)備的局部放電問(wèn)題越來(lái)越突出。局部放電既是設(shè)備絕緣劣化的征兆，又是造成絕緣劣化的重要原因，因此對(duì)局部放電進(jìn)行有效的離線(xiàn)或在線(xiàn)檢測(cè)對(duì)于電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。局部放電的過(guò)程除了伴隨著電荷的轉(zhuǎn)移和電能的損耗之外，還會(huì)產(chǎn)生電磁輻射、超聲、發(fā)光、發(fā)熱以及出現(xiàn)新的生成物等。因此針對(duì)這些現(xiàn)象，局部放電檢測(cè)的基本方法有電氣測(cè)量法（包括脈沖電流法和無(wú)線(xiàn)電干擾法）、聲測(cè)法、光測(cè)法和化學(xué)檢測(cè)法等［1，2］。其中脈沖電流法由于其具有以下優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用：①

3、放電電流脈沖信息含量豐富，可通過(guò)電流脈沖的統(tǒng)計(jì)特征（如φ－q－n譜圖）和實(shí)測(cè)波形來(lái)判定放電的嚴(yán)重程度，進(jìn)而運(yùn)用現(xiàn)代分析手段了解絕緣劣化的狀況及其發(fā)展趨勢(shì)；②對(duì)于突變信號(hào)反應(yīng)靈敏，易于準(zhǔn)確及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障；③易于定量。國(guó)內(nèi)不少單位研制的局部放電檢測(cè)裝置普遍采用這種方法來(lái)提取放電信號(hào)，但實(shí)際應(yīng)用效果往往不夠理想，主要原因是現(xiàn)場(chǎng)噪聲干擾太大，以至很難獲取真正的局部放電信號(hào)。有效地削弱和抑制干擾是提高局部放電檢測(cè)裝置檢測(cè)效果的重要保證，在此方面已有很多方法，有的已應(yīng)用于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但仍有不少測(cè)量設(shè)備抗干擾措施還遠(yuǎn)未達(dá)到

4、實(shí)用化，難以確保系統(tǒng)的可靠性，其檢測(cè)靈敏度也有待提高。2局部放電信號(hào)和干擾的特性分析在實(shí)際測(cè)量中，局部放電信號(hào)表現(xiàn)出不同的特征，干擾信號(hào)更多種多樣。了解局放信號(hào)和干擾的特征、來(lái)源和傳播途徑，才能有針對(duì)性地選取合適的處理方法，有效地抑制干擾，減小信號(hào)的失真，達(dá)到去噪的目的。2.1局部放電信號(hào)的特性局部放電根據(jù)發(fā)生的位置和機(jī)理不同，通常可分為6種類(lèi)型［3］：①絕緣內(nèi)部局部放電，包括介質(zhì)內(nèi)部或介質(zhì)與電極之間的氣隙放電；②沿介質(zhì)表面的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到起始放電場(chǎng)強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的表面放電；③被氣體或液體包圍的高壓導(dǎo)體附近發(fā)生的電

5、暈放電；④在固體介質(zhì)內(nèi)由于存在尖銳導(dǎo)體或氣隙而引起的電樹(shù)枝的發(fā)展所產(chǎn)生的局部放電；⑤在高壓設(shè)備中或在其附近，由于某部位接地不良而產(chǎn)生的懸浮放電；⑥由于試樣中導(dǎo)體接觸不良或接地不良引起的接觸放電。幾乎所有的高壓電氣設(shè)備，如電力變壓器、汽輪發(fā)電機(jī)、氣體絕緣裝置（GIS）等都存在局部放電問(wèn)題。不同的電氣設(shè)備，其局放的類(lèi)型和特點(diǎn)不同。如在變壓器等油紙絕緣設(shè)備的局放檢測(cè)中，主要檢測(cè)的是內(nèi)部放電和表面放電。這兩者的波形特征基本相似，具有如下特征［4］：①起始放電總是首先出現(xiàn)在外施電壓的瞬時(shí)值上升接近90°或270°相位

6、處，隨著外施電壓的升高出現(xiàn)放電脈沖的相位范圍逐漸擴(kuò)展，可能超過(guò)0°和180°，但在90°和270°之后的一個(gè)相位內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)放電脈沖；②各次的放電量大小不等，疏密度不均勻，放電量小的時(shí)間隔時(shí)間短，放電次數(shù)多，放電量大的間隔時(shí)間長(zhǎng)，放電次數(shù)少；③正負(fù)半周的放電波形不對(duì)稱(chēng)。而大型發(fā)電機(jī)主要檢測(cè)的是內(nèi)部放電、端部放電和槽放電，其波形特征表現(xiàn)為［5］：①放電往往出現(xiàn)在外施電壓的0°～90°、180°～270°相位上；②內(nèi)部放電正負(fù)半周放電脈沖幅值基本相同，對(duì)稱(chēng)性好；端部放電正負(fù)半周放電脈沖極不對(duì)稱(chēng)，正脈沖幅值大，所占

7、相位寬度窄；而槽放電剛好與端部放電相反，負(fù)脈沖幅值大，所占相位寬度窄。這些特征有利于進(jìn)行局放定位。而GIS內(nèi)充有高壓SF6氣體，局放總是先在很小的范圍內(nèi)發(fā)生，具有極快的擊穿時(shí)間特征，放電脈沖上升沿很陡，包含很多高頻分量［6］；而且GIS中局放產(chǎn)生的電磁波與通常的波傳播方式不同，以波導(dǎo)方式傳播，高頻信號(hào)衰減很小，目前特高頻法已較成功地應(yīng)用于GIS局放的檢測(cè)。2.2干擾特性2.2.1　干擾的分類(lèi)局部放電測(cè)量中的干擾信號(hào)是多種多樣的，按頻帶可分為窄帶干擾和寬帶干擾，而按其時(shí)域波形特征可分為連續(xù)的周期性干擾、脈沖型

8、干擾和白噪3類(lèi)［4］。連續(xù)的周期性干擾包括：①電力系統(tǒng)載波通信和高頻保護(hù)信號(hào)引起的干擾；②無(wú)線(xiàn)電干擾。此類(lèi)干擾的波形通常是高頻正弦波，有固定的諧振頻率和頻帶寬度。脈沖型干擾信號(hào)包括：①供電線(xiàn)路或高壓端的電暈放電；②電網(wǎng)中的開(kāi)關(guān)、晶閘管整流設(shè)備閉合或開(kāi)斷引起的脈沖干擾；③電力系統(tǒng)中其他非檢測(cè)設(shè)備放電引起的干擾；④試驗(yàn)線(xiàn)路或鄰近處的接地不良引起的干擾；⑤浮動(dòng)電位物體放電引起的干擾；⑥設(shè)備的本機(jī)噪音和其他的隨機(jī)干擾。此