變壓器局部放電超高頻檢測及能量標定的研究.pdf

1、局部放電（Partial Discharge，簡稱PD）是造成變壓器絕緣老化或劣化甚至破壞的主要原因之一，對變壓器PD檢測和診斷的研究具有深遠的理論意義和廣泛的實用價值。本文根據(jù)超高頻（Ultra High Frequency，簡稱UHF）法的檢測特點，結(jié)合微波與天線理論、電氣測量技術(shù)和電磁場分析理論，開展了變壓器PD超高頻檢測技術(shù)的研究和分析。主要研究工作如下：
　　設(shè)計了一種用于電力變壓器PD超高頻檢測的圓形加載單極子天線，結(jié)

2、合經(jīng)驗和仿真計算確定了天線的性能參數(shù)，通過改變天線的底部錐角和天線高度，優(yōu)化了圓形加載單極子天線的參數(shù)，獲得了寬頻帶特性。經(jīng)計算駐波比小于2的帶寬約為425MHz到1.6GHz以上，絕對帶寬大于1GHz，在整個工作頻帶內(nèi)的增益較高，其增益平均大于3dB，同時在θ=300~900和θ=2700~3300時具有較好的方向性系數(shù)；天線的實際測量表明，其天線的實際帶寬為430MHz到1GHz以上，能滿足對超高頻局部放電的檢測需要，天線的結(jié)構(gòu)特點

3、適合于安裝在變壓器上。
　　研制了用于模擬PD信號試驗的放電源，設(shè)計了儲能電容為10p和20p的兩種脈沖電路，詳細討論了放電源中主要器件雪崩三極管的雪崩效應(yīng)理論，推導(dǎo)出三極管雪崩過程的簡化模型，設(shè)計了基于射頻三極管的脈沖發(fā)射器，用電路仿真軟件Pspice仿真分析該電路中儲能電容和電源電壓對脈沖波形的影響，得出了影響規(guī)律。闡明了實際制作過程中的注意事項和元器件的選擇方法，實測儲能電容為10pF和20pF的PD源脈寬分別為980ps和

4、1180ps，幅值分別為8.9V和11.6V。
　　從理論上對變壓器局部放電所激發(fā)電磁波的機理進行了研究，分析計算了電磁波在變壓器內(nèi)部各種不同介質(zhì)、不同導(dǎo)體界面的折、反射以及繞射情況。通過對建立的變壓器物理模型中PD信號的仿真研究和實驗室研究表明：由于鐵芯與繞組的存在，電磁波遇到鐵芯和繞組后發(fā)生了繞射現(xiàn)象，使傳感器接收到的能量發(fā)生了改變；當(dāng)原始脈沖寬度一定時，UHF信號能量與原始脈沖的幅值平方成正比；原始脈沖寬度是影響UHF信號能