變壓器局放超高頻檢測(cè)與套筒單極子天線的研究.pdf

1、局部放電(Panial Discharge)是造成變壓器絕緣老化或劣化甚至破壞的主要原因之一，對(duì)變壓器局部放電檢測(cè)和診斷的研究具有深遠(yuǎn)的理論意義和廣泛的實(shí)用價(jià)值。本文根據(jù)超高頻(Ultra High Frequency)法的檢測(cè)特點(diǎn)，結(jié)合微波與天線理論、電氣測(cè)量技術(shù)和電磁場(chǎng)分析理論，開(kāi)展了變壓器局部放電超高頻檢測(cè)技術(shù)的研究和分析。主要研究工作如下： 對(duì)局部放電電磁波信號(hào)在變壓器內(nèi)部的傳播特性進(jìn)行了系統(tǒng)理論分析，利用時(shí)域有限差分(

2、Finite Diffrence Time Domain)法仿真研究了影響變壓器內(nèi)局部放電超高頻電磁波信號(hào)檢測(cè)的各種因素，結(jié)果表明：鐵心與繞組的存在使得檢測(cè)到的局部放電信號(hào)波形發(fā)生了變化，其中信號(hào)的波頭部分受到的影響最大；在不考慮法蘭盤(pán)的前提下，隨著檢測(cè)點(diǎn)遠(yuǎn)離局放源，傳感器檢測(cè)到的信號(hào)幅值逐漸減小，且由于各點(diǎn)信號(hào)的折反射不同，波形的差異較大，能量減小的幅度也不一樣；檢測(cè)點(diǎn)周?chē)慕饘賹?dǎo)體對(duì)UHF信號(hào)能量有一定影響，相對(duì)于金屬導(dǎo)體與檢測(cè)點(diǎn)間

3、距離，位置的影響更大一些。 根據(jù)變壓器的特點(diǎn)，研制了適用于變壓器局部放電監(jiān)測(cè)的套筒單極子天線傳感器，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)和仿真計(jì)算確定了天線的性能參數(shù)；通過(guò)優(yōu)化套筒單極子天線的參數(shù)，改變了天線的輸入阻抗，獲得了寬頻帶特性。經(jīng)實(shí)測(cè)，駐波比小于2的帶寬約為350MHz～525MHz，中心頻率約為400MHz，在整個(gè)工作頻帶內(nèi)的增益較為穩(wěn)定，中心頻率處的增益為2.3dBi，同時(shí)在θ=90°和θ=270°時(shí)具有最佳方向性。天線在油和空氣中的對(duì)比測(cè)量

4、和仿真研究表明，在油中套筒單極子天線的最佳檢測(cè)頻帶向低頻方向移動(dòng)，但不影響信號(hào)的檢測(cè)，仍有較高的檢測(cè)靈敏度。 根據(jù)變壓器中局部放電信號(hào)特征設(shè)計(jì)了4種典型模擬放電缺陷物理模型，在實(shí)驗(yàn)室里利用無(wú)感電阻、電流傳感器和套筒單極子天線傳感器，通過(guò)高速局部放電采集系統(tǒng)獲得了這4種絕緣缺陷產(chǎn)生的局部放電大量樣本，構(gòu)建出了三種檢測(cè)方法下4種典型缺陷局部放電的ψ-q-n譜圖和單次放電脈沖信號(hào)，研究了這4種缺陷的放電特征，并對(duì)三種檢測(cè)方法進(jìn)行了對(duì)比