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基于暂态电压传递特性的电缆接头绝缘状态检测方法

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高电压技术 2022年第3期48卷 1124-1132页

作者：揭青松杨庆崔浩楠孙健冉佳权重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044

电缆中间接头的绝缘状态直接影响电网电缆系统的稳定运行,为及时发现电缆中间接头绝缘状态的变化,利用暂态过电压信号在电缆中的传递特性,提出了电缆中间接头绝缘状态检测的方法。首先建立电缆分布参数模型,推导出电缆的电压传递函数表... 详细信息

电缆中间接头的绝缘状态直接影响电网电缆系统的稳定运行,为及时发现电缆中间接头绝缘状态的变化,利用暂态过电压信号在电缆中的传递特性,提出了电缆中间接头绝缘状态检测的方法。首先建立电缆分布参数模型,推导出电缆的电压传递函数表达式,揭示了两种绝缘缺陷的电缆中间接头与其电压传递函数之间的相关性及变化规律。通过建立仿真计算模型,得到了多种暂态电压下电缆的电压传递函数曲线,为实现对电缆中间接头绝缘状态的有效诊断,提出了对电压传递函数曲线进行积分的定量计算方法。在此基础上,开展了10 kV电力电缆的冲击电压试验,验证了理论分析及仿真计算结果的可靠性。结果表明:电压传递函数曲线积分面积S的变化能准确反映电缆中间接头绝缘状态的变化程度,并有效识别了绝缘电阻在100Ω~10 MΩ范围内的电缆中间接头绝缘故障,为电缆中间接头绝缘状态的诊断提供了依据。

关键词：暂态电压接头传递函数绝缘状态定量分析

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舰船电缆绝缘在线监测技术综述

电工技术学报 2021年第S02期36卷 713-722页

作者：吴沛航吴旭升高嵬海军工程大学电气工程学院武汉430033

舰船电缆作为舰船电网的重要组成部分,决定了整个舰船电力网络的可靠性、稳定性。舰船工作环境的湿度、温度以及各种物理、化学因素远比陆地复杂,关于舰船电缆发生绝缘老化的研究表明,绝大部分的舰船电网故障都来源于电缆故障,而绝缘老... 详细信息

舰船电缆作为舰船电网的重要组成部分,决定了整个舰船电力网络的可靠性、稳定性。舰船工作环境的湿度、温度以及各种物理、化学因素远比陆地复杂,关于舰船电缆发生绝缘老化的研究表明,绝大部分的舰船电网故障都来源于电缆故障,而绝缘老化等缺陷导致的故障占电缆故障的绝大多数。因此,对电缆实现有效的在线监测可以实现故障预警,减少舰船电网因绝缘故障造成的损失。该文主要介绍直流分量法、交流叠加法、直流叠加法、双频信号注入法、单频信号注入法、S注入法、介质损耗因数法以及局部放电法等针对舰船电缆设计的在线监测方法的工作原理,重点分析信号注入法对绝缘进行监测的方法。对每种方法的特点和适用范围进行总结,对舰船电缆绝缘在线监测技术目前存在的问题进行分析,并给出总结和展望。

关键词：舰船电缆在线监测绝缘状态

EPR电缆终端不同位置下环切缺陷的电场及放电PSA谱图特性

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高电压技术 2021年第6期47卷 2051-2061页

作者：周利军邢立勐杨涵白龙雷项恩新西南交通大学电气工程学院成都611756 云南电网有限责任公司电力科学研究院昆明650217

动车组用乙丙橡胶(ethylene-propylene rubber,EPR)电缆终端在安装时需人工剥除外半导电层,易造成环切缺陷进而导致放电现象,同时缺陷处易填充气体形成气隙,将加速放电发展,最终引起严重的电缆击穿故障。首先对距截断处60 mm内含环切缺... 详细信息

动车组用乙丙橡胶(ethylene-propylene rubber,EPR)电缆终端在安装时需人工剥除外半导电层,易造成环切缺陷进而导致放电现象,同时缺陷处易填充气体形成气隙,将加速放电发展,最终引起严重的电缆击穿故障。首先对距截断处60 mm内含环切缺陷的电缆终端进行有限元分析,计算环切处最大场强;然后在25 kV工频电压下开展放电试验,分析了PRPD和PSA谱图特征,并对PSA谱图灰度值作K-means聚类特征提取。研究结果表明,环切缺陷的位置与其对EPR电缆绝缘性能的影响密切相关,距截断处60mm以内的环切缺陷不可忽视;当连续放电脉冲电压差绝对值相等时,缺陷靠近截断处且影响极其严重,距离超过60 mm时则影响较小。结合放电特性可知,PSA谱图灰度值小于255的频数在5区的最大占比、4区的最小占比和分类聚心特征,可为判断环切缺陷位置和EPR电缆绝缘状态提供重要的理论依据和数据参照。

关键词：乙丙橡胶电缆环切缺陷电场分布 PSA谱图特征提取 K-means聚类绝缘状态

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基于熵权层次法的油浸式变压器绝缘状态评价

电力工程技术 2023年第4期42卷 223-230页

作者：李波张文乾刘维崔德智江军张潮海南京航空航天大学(江苏省新能源发电与电能变换重点实验室) 江苏南京211106

为有效评估油浸式变压器的绝缘状态,文中提出一种综合主观专家经验和指标退化程度的熵权层次法。首先,基于油色谱、环境温度和缺陷信息等指标构建用于绝缘状态评价的层次结构,根据专家经验对各个指标进行主观权重分配;接着,采用组合权... 详细信息

为有效评估油浸式变压器的绝缘状态,文中提出一种综合主观专家经验和指标退化程度的熵权层次法。首先,基于油色谱、环境温度和缺陷信息等指标构建用于绝缘状态评价的层次结构,根据专家经验对各个指标进行主观权重分配;接着,采用组合权重的方法,在指标层权重分配上引入熵权权重,从而在保留专家经验对准则层判断的情况下,对底层权重进行动态调整,体现变压器运行过程中的差异性;然后,将变压器的绝缘状态从常见的4种扩展为5种,实现对绝缘状态更准确的感知;最后,4台500 kV变压器的实例分析表明,相较于仅采用主观权重或客观权重,文中提出的方法可以有效识别运行状态正常的变压器并甄别异常变压器。

关键词：绝缘状态层次分析法熵权法组合权重差异化评价油浸式变压器

冲击电压下电缆的介电响应特性与绝缘状态评估

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高电压技术 2019年第4期45卷 1297-1304页

作者：赵世林周凯何珉谢敏张福忠国网四川省电力公司技能培训中心成都610000 四川大学电气信息学院成都610065

针对传统频域介电谱法(frequency domain spectroscopy, FDS)在电缆绝缘测试中的不足,提出一种基于冲击电压下电缆介电响应特性评估电缆绝缘状态的新方法,并对其进行了理论和实验验证。通过分析冲击信号的频谱特征与绝缘介质的极化特性... 详细信息

针对传统频域介电谱法(frequency domain spectroscopy, FDS)在电缆绝缘测试中的不足,提出一种基于冲击电压下电缆介电响应特性评估电缆绝缘状态的新方法,并对其进行了理论和实验验证。通过分析冲击信号的频谱特征与绝缘介质的极化特性,论证了冲击介电谱法绝缘状态评估的可行性;利用电磁暂态程序(EMTP)仿真不同水树长度电缆的介电响应规律,从理论上验证了该方法的可行性;通过水树加速老化实验培养不同水树长度的短电缆试样,并搭建冲击实验平台进行实验测试。实验结果表明:利用介损-频率谱能够在1 000 Hz频率以下有效辨别出不同老化程度的短电缆样本,利用复电容虚部-频率谱能够有效判断出长电缆有无局部老化缺陷。研究结果表明,冲击下的介电响应特征能有效评估电缆的绝缘老化状态。

关键词：冲击电压频域介电谱介电响应电缆水树绝缘状态

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油纸绝缘介电响应检测技术研究现状与发展

高电压技术 2016年第4期42卷 1179-1189页

作者：董明王丽吴雪舟王健一李金忠张冠军西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安710049 中国电力科学研究院北京100192

油纸复合绝缘广泛用于电力变压器、高压套管、电力电缆等电力设备中,而多数油浸式设备缺陷/故障是由油纸绝缘材料的老化/劣化所引起,因此合理、准确检测及评估油纸绝缘状态对确保设备安全可靠运行及延长使用寿命等均具有重要作用。近年... 详细信息

油纸复合绝缘广泛用于电力变压器、高压套管、电力电缆等电力设备中,而多数油浸式设备缺陷/故障是由油纸绝缘材料的老化/劣化所引起,因此合理、准确检测及评估油纸绝缘状态对确保设备安全可靠运行及延长使用寿命等均具有重要作用。近年来介电响应技术因其准确度高、测量结果可靠等优点被广泛应用于油纸绝缘状态检测与故障诊断中,在广泛调研油纸绝缘介电响应技术研究及应用情况的基础上,介绍了3种介电响应测试方法定义与原理,及现有油纸绝缘介电响应函数的理论解释模型与方法;结合多类油浸设备现场实际,重点讨论了介电响应现场应用进展及影响因素情况,并分析了存在的问题与对策;最后对介电响应技术在电力设备绝缘状态检测与评估未来的发展方向提出了展望。

关键词：油纸绝缘电力设备介电响应技术数值模型绝缘状态影响因素

基于复合频率激励的低频介电响应快速测试方法

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高电压技术 2016年第11期42卷 3548-3553页

作者：周利军叶果刘栋财王路伽徐肖伟王科西南交通大学电气工程学院成都610031 云南电网有限责任公司电力科学研究院昆明650217

频域介电频谱(FDS)测试是用于诊断变压器绝缘状态的有效方法之一,由于采用扫频方式测试,低频阶段所需要耗费的测试时间长,对于某些测试时间特别有限的工况不一定适用。为尽可能减少测量时间,研究了采用混频激励测试FDS的方法,其主要思... 详细信息

频域介电频谱(FDS)测试是用于诊断变压器绝缘状态的有效方法之一,由于采用扫频方式测试,低频阶段所需要耗费的测试时间长,对于某些测试时间特别有限的工况不一定适用。为尽可能减少测量时间,研究了采用混频激励测试FDS的方法,其主要思想是使用多个频率正弦电压叠加的信号作为激励源,将采集到的电流曲线分解为激励信号对应频率下的多个正弦波形,分别计算获得复电容;并以油隙为试验对象,比对混合频率和单个频率电压作用下的电流波形,验证了混频激励FDS测试原理的正确性;同时以油纸绝缘试样和实体变压器为试验对象,与传统FDS(使用IDAX300型介电响应测试仪)测试结果比对,结果表明:各频率下两者测试的复电容值都基本一致,但前者的测试时间可大幅缩短。

关键词：变压器油纸绝缘频域介电频谱介电响应绝缘状态诊断方法

基于谐波分量的配电电缆绝缘劣化状态带电检测技术

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电工技术学报 2024年第7期39卷 2161-2173页

作者：徐海松张大宁胡冉卢旭王安哲王昱力张冠军西安交通大学电气工程学院西安710049 深圳供电局有限公司深圳518000 中国电力科学研究院有限公司武汉430000

由于受城市电网停电检修的限制,配电电缆的谐波电流带电检测技术有望成为传统离线诊断方法的有效补充,以提升配电电缆绝缘状态的诊断实时性。该文搭建了10 kV配电电缆真型实验平台,并制备了受潮与长时热老化的典型缺陷电缆。通过COMSOL... 详细信息

由于受城市电网停电检修的限制,配电电缆的谐波电流带电检测技术有望成为传统离线诊断方法的有效补充,以提升配电电缆绝缘状态的诊断实时性。该文搭建了10 kV配电电缆真型实验平台,并制备了受潮与长时热老化的典型缺陷电缆。通过COMSOL有限元电磁仿真获取了典型缺陷下电缆绝缘体的磁通演变规律,通过实验测试得到电缆典型缺陷时谐波电流特性及统计特征规律。在此基础上,利用谐波特征数据,构建了基于LASSO回归分析的配电电缆劣化程度分析方法,进一步提出基于聚类分析的缺陷类型辨识方法。结果表明,配电电缆谐波电流的3、4、5、11次谐波与电缆劣化状态密切相关。融合主成分分析(PCA)数据降维和期望最大化聚类分析的模型用于受潮与正常电缆状态辨识时,识别准确度最高可达75.64%。该文提出的带电检测手段及评估方法能有效排查具有潜伏性缺陷的高危电缆。

关键词：感应电流谐波 XLPE 劣化 LASSO 回归分析期望最大化聚类分析绝缘状态评估

基于放电紫外成像特征的污秽线路盘形绝缘子绝缘状态评估

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高压电器 2019年第2期55卷 201-207页

作者：王胜辉牛雷雷李浩胡伟涛华北电力大学电力工程系河北保定071003 国网河北省电力有限公司检修分公司石家庄050070

绝缘子是电网主要电气设备之一。绝缘子污秽闪络严重威胁电力系统的安全稳定运行,及时掌握污秽绝缘子的绝缘状态意义重大。文中从绝缘子放电紫外视频中进行帧提取,对提取的图像进行紫外光斑分割,计算得到光斑面积及其时间序列,并分析其... 详细信息

绝缘子是电网主要电气设备之一。绝缘子污秽闪络严重威胁电力系统的安全稳定运行,及时掌握污秽绝缘子的绝缘状态意义重大。文中从绝缘子放电紫外视频中进行帧提取,对提取的图像进行紫外光斑分割,计算得到光斑面积及其时间序列,并分析其与不同放电阶段泄漏电流之间的关联关系,给出绝缘子的绝缘状态并进行闪络预警。构建了湿度连续可调的人工雾室,利用紫外成像仪记录了盘形线路绝缘子污秽放电视频,提取其放电的紫外特征,结合肉眼观察、放电电流信号及相关参数,将绝缘子的绝缘状态划分为:"正常"、"一般"、"较差"和"很差"。提取了光斑面积序列的算术平均值、最大值、标准差和放电频度4个特征参数,对样本数据进行了聚类分析。工程实际应用表明了光斑面积序列对绝缘子的绝缘状态评估的有效性。

关键词：线路盘形绝缘子污秽放电紫外成像光斑面积序列绝缘状态聚类分析