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近年来,由于璧山地区城市规模的不断扩大,城市土地资源越发紧张,在城市建设开放性变电站变得越来越困难,因而,以气体绝缘组合电器(简称GIS)为主的室内变电站必将取代传统的变电站成为城市供电的主要形式,该局正在规划建设的110kV秀湖变电站就是采用北京高压开关厂型号为ZFQ31-126G的GIS设备。然而,因内部绝缘缺陷产生的局部放电(简称PD)可使运行中的GIS发生绝缘故障,从而影响GIS的安全可靠运行,因此对电力设备的绝缘状况检测是十分有意义的。为此,国内外对GIS局部放电在线监测技术开展了大量的研究,但到目前为止,超高频(简称UHF)信号的放电量标定等问题还是尚待深入研究解决的前沿课题。检测的方法较多,其中电测法主要有超高频法和脉冲电流法。同脉冲电流法相比,超高频法具有频率高,频带宽,灵敏度高等优点。但是脉冲电流法是目前国际上唯一有标准的局部放电检测方法,如果能通过超高频法检测结果与脉冲电流法检测结果的比对,与现有标准建立关联关系,对超高频法推广无疑极为有益。由于UHF法检测PD受到诸多因素的影响,如缺陷类型、高频电磁波传感器类型、电磁波传播的路径等,所以至今关于UHF法检测结果的校准还没有统一的定论。为进一步探究此问题,以确保建成后的GIS变电站正常运行,本文在分析了国内外关于GIS UHF信号放电量校准的研究现状的基础上,开展了以下工作:
(1)搭建用于GIS设备局部放电信号采集的实验装置,采用针板电极来模拟GIS中的金属突出物绝缘缺陷模型,利用脉冲电流法和UHF法同时采集PD信号,为进行数据分析提供实验数据;
(2)在实验室进一步开展更加系统的试验研究,搭建了实验系统,提取了超高频法与脉冲电流法的特征量,通过相同电压、不同电压、不同间距与不同气压几种情况分析了超高频法信号特征参量与脉冲电流法参量之间的关系,为对超高频局部放电信号的标定工作奠定基础。
本文通过上述研究,通过金属突出物缺陷对超高频信号的特征量与脉冲电流法特征量进行了对比分析,得到超高频信号能量与脉冲电流法的视在放电量具有较好的二次关系,可以通过该关系,根据不同的放电情况,构建相应的二次曲线,对超高频信号进行定量分析。