高壓放電紫外檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用

前言

　　隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度的不斷提高和智能變電站可視化的狀態(tài)檢測(cè)要求的提出，能夠反映設(shè)備絕緣狀況的電力設(shè)備放電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越被人們所注意和重視。在線監(jiān)測(cè)和狀態(tài)檢修的提出和應(yīng)用也對(duì)放電檢測(cè)技術(shù)提出了更高的要求。除了傳統(tǒng)的脈沖電流測(cè)量法之外，諸如超聲波檢測(cè)、紅外成像檢測(cè)、超高頻檢測(cè)等一些基于新原理的非電量檢測(cè)方法正在快速發(fā)展，但在實(shí)際應(yīng)用上也都面臨著各自的困難。本書(shū)介紹的基于放電光學(xué)特性的電力設(shè)備紫外檢測(cè)技術(shù)，是一種非接觸式的非電量檢測(cè)技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用潛力和優(yōu)勢(shì)。　　本書(shū)編寫(xiě)時(shí)考慮到這種新技術(shù)多學(xué)科交叉的特性，在介紹紫外放電檢測(cè)技術(shù)的同時(shí)，著重介紹了其等離子體物理學(xué)、光學(xué)的背景和原理（第二章、第三章），分析了其光學(xué)特性與電場(chǎng)特性的關(guān)系（第四章）?？紤]到目前新檢測(cè)技術(shù)重?cái)?shù)據(jù)采集、輕數(shù)據(jù)分析診斷的現(xiàn)狀，還采用放電變異性的理論對(duì)放電故障進(jìn)行時(shí)域和頻域分析（第六章），研究采用模糊集理論建立絕緣狀態(tài)評(píng)估模型的方法（第七章）。本書(shū)可以為相應(yīng)廠家、高校的在線檢測(cè)領(lǐng)域的研究人員，從事電力系統(tǒng)運(yùn)行、檢修的技術(shù)人員提供思路和參考。　　本書(shū)的第一章至第三章為河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院張繼軍編寫(xiě)，第四章由河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院黃曉博編寫(xiě)，第五章由重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院汪金剛編寫(xiě)，第六章和第七章由河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院劉湘蒞編寫(xiě)。張繼軍負(fù)責(zé)全書(shū)的統(tǒng)稿工作?！　∮捎谒接邢?，書(shū)中難免存在不妥之處，懇切希望廣大專(zhuān)家和讀者批評(píng)指正！

內(nèi)容概要

檢測(cè)高壓電力設(shè)備放電可有效了解設(shè)備絕緣狀態(tài)，為故障檢測(cè)提供可靠的參考數(shù)據(jù)。局部放電的紫外檢測(cè)是一種非接觸性的非電量檢測(cè)技術(shù)，越來(lái)越受到人們的關(guān)注。紫外放電檢測(cè)與處理技術(shù)涉及等離子體物理學(xué)、光學(xué)技術(shù)、高電壓技術(shù)、電子測(cè)量技術(shù)與硬件電路設(shè)計(jì)、現(xiàn)代信號(hào)處理、電磁場(chǎng)仿真計(jì)算、模糊集理論等領(lǐng)域的知識(shí)，是一門(mén)多學(xué)科交叉的理論與技術(shù)。    本書(shū)分七章，主要介紹了高壓設(shè)備放電的理論及檢測(cè)方法，研究了氣體放電理論及高壓設(shè)備放電中的紫外光輻射及其特征量的提取，分析了根據(jù)電暈放電的非電量測(cè)量值確定其電場(chǎng)強(qiáng)度的方法，并在理論研究的基礎(chǔ)上探討了檢測(cè)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理方法，并對(duì)設(shè)備狀態(tài)的判別機(jī)制進(jìn)行了有益地探討。    本書(shū)可供從事電力設(shè)備檢測(cè)的工程技術(shù)人員和管理人員使用，也可供大中專(zhuān)院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生參考。

書(shū)籍目錄

前言第一章 緒論  第一節(jié) 高壓放電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀  第二節(jié) 電暈光電檢測(cè)技術(shù)  第三節(jié) 紫外探測(cè)器技術(shù)第二章 氣體放電理論與特性  第一節(jié) 氣體放電基本理論  第二節(jié) 氣體放電的一般特性  第三節(jié) 氣體放電影響因素  第四節(jié) 氣體放電光輻射的光譜分析  第五節(jié) 氣體放電光輻射功率與放電功率的關(guān)系第三章 紫外輻射的基本傳播原理與光學(xué)計(jì)量  第一節(jié) 電磁波譜與光輻射  第二節(jié) 光輻射測(cè)量的基本定律  第三節(jié) 紫外測(cè)量三種模式輻照度計(jì)算  第四節(jié) 傳感器測(cè)量紫外輻射方法第四章 電場(chǎng)強(qiáng)度與紫外輻射場(chǎng)的關(guān)系分析  第一節(jié) 放電設(shè)備沿面電場(chǎng)仿真分析與紫外輻射功率密度分布  第二節(jié) 設(shè)備附近場(chǎng)強(qiáng)與紫外輻射的關(guān)系推導(dǎo)  第三節(jié) 紫外輻射強(qiáng)度與電場(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)性試驗(yàn)驗(yàn)證第五章 紫外輻射測(cè)量技術(shù)  第一節(jié) 日盲區(qū)紫外檢測(cè)  第二節(jié) 半導(dǎo)體光電檢測(cè)器件  第三節(jié) 紫外脈沖測(cè)量原理與方法  第四節(jié) 紫外光功率測(cè)量原理與方法第六章 高壓設(shè)備放電紫外特征量的提取及故障檢測(cè)研究  第一節(jié) 放電強(qiáng)度變異性的時(shí)域與頻域分析方法  第二節(jié) 時(shí)域分析法在高壓驗(yàn)電中紫外特征提取與應(yīng)用研究  第三節(jié) 時(shí)域分析法在劣化絕緣子紫外檢測(cè)中的應(yīng)用研究  第四節(jié) AR模型功率譜估計(jì)在污穢絕緣子的應(yīng)用研究第七章 基于紫外監(jiān)測(cè)技術(shù)的設(shè)備絕緣狀態(tài)評(píng)估方法  第一節(jié) 絕緣狀態(tài)評(píng)估的理論方法  第二節(jié) 建立絕緣狀態(tài)評(píng)估模型  第三節(jié) 絕緣狀態(tài)評(píng)估模型測(cè)試  第四節(jié) 絕緣狀態(tài)評(píng)估模型的實(shí)驗(yàn)研究與分析參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和電壓等級(jí)的提高，局部放電已經(jīng)成為電力變壓器絕緣劣化的重要原因，因而局部放電的檢測(cè)和評(píng)價(jià)也就成為絕緣狀況監(jiān)測(cè)的重要手段。因此，無(wú)論是研究機(jī)構(gòu)、制造廠商，還是電力系統(tǒng)運(yùn)行部門(mén)，都越來(lái)越關(guān)心放電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展。　　隨著科技發(fā)展和人們認(rèn)識(shí)水平的提高，發(fā)現(xiàn)局部放電的產(chǎn)生是由放電部位的電場(chǎng)強(qiáng)度所決定的，尤其是絕緣結(jié)構(gòu)中電場(chǎng)分布不均勻，在局部區(qū)域電場(chǎng)過(guò)于集中。局部放電的檢測(cè)都是以局部放電所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象為依據(jù)，通過(guò)能表述該現(xiàn)象的物理特征來(lái)表征放電的狀態(tài)。在電力設(shè)備的放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電脈沖、電磁輻射、超聲波、光以及生成一些新的生成物，并引起局部過(guò)熱。因此，相應(yīng)地出現(xiàn)了電脈沖檢測(cè)法、超聲波檢測(cè)法、光測(cè)法、化學(xué)檢測(cè)法、紅外檢測(cè)法等多種檢測(cè)方法。對(duì)于常見(jiàn)的檢測(cè)方法，本文作了如下的介紹，并討論了它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)?！　?.超聲檢測(cè)法　　用固定在變壓器油箱壁上的超聲傳感器可以接收到變壓器內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的超聲波，由此來(lái)檢測(cè)局部放電的大小及位置。通常采用的超聲傳感器是壓電傳感器，選用的頻率范圍為70～150kHz，目的是為了避開(kāi)鐵心的磁噪聲和變壓器的機(jī)械振動(dòng)噪聲。由于超聲檢測(cè)法受電氣干擾小以及它在局部放電定位上的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)超聲法的研究較深入。但變壓器內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各種聲介質(zhì)對(duì)聲波的衰減及對(duì)聲速的影響都不一樣；目前使用的局部放電檢測(cè)超聲波傳感器抗電磁干擾能力較差，靈敏度也不很高，這就增加了超聲檢測(cè)的難度?！　〕暀z測(cè)主要用于定性地判斷局部放電信號(hào)的有無(wú)，以及結(jié)合電脈沖信號(hào)或直接利用超聲信號(hào)對(duì)局放源進(jìn)行物理定位。在電力變壓器的離線和在線檢測(cè)中，它是主要的輔助測(cè)量手段。隨著對(duì)局放超聲波測(cè)量研究的深入，有可能定量地分析放電強(qiáng)度及絕緣劣化程度。近年來(lái)，由于聲電換能元件效率的提高和電子放大技術(shù)的發(fā)展，超聲檢測(cè)的靈敏度有了較大的提高，因而該方法的發(fā)展應(yīng)用還是非常有希望的。

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