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超高频法

发布时间:2021-07-22 10:51人气:

目前超高频法是很受关注的一种局部放电检测方法,主要集中在两个方面:一个是对GIS进行局部放电的在线检测,一个是对大型电机的在线检测。

电力电缆绝缘系统内部的局部放电源可以看成是一个点脉冲信号源,即由放电产生电磁扰动,并随时间变化而再空间产生的电磁波。该电磁波是时间和位置的函数,是一种横向电磁波(TEM波)。由于电缆的同轴结构可以看作电磁波的波导,这种电磁脉冲可以沿着电缆传播。在现场测量时,超高频下距离传感器较远处的干扰衰减较快,且可以利用适当的方法进行识别,所以理论上超高频技术适用于电缆及其接头附件的在线检测。值得注意的是,超高频下信号的衰减要比低频信号严重得多,一般只能在电缆中传播几百米,所以在线监测时要安装多个传感器而且尽量安装在靠近电缆的接头或端部处。

超高频法是在靠近电缆的接头或端部处安装一种超高频电容耦合器,检测耦合器上耦合到的放电信号。这种方法需要在安装耦合器的地方,剥去部分的电缆护套,将金属箔贴在外半导电层上作为电极,被测量的电力电缆的阻抗与绝缘层的阻抗并联,如图所示,图中没有标出电缆的内外半导电层。信号由耦合器上的BNC头取出,高频接地端是外金属屏蔽层。这种方法测量的频率高,可达数百MHz,具有灵敏度高和抗干扰能力强等优点,但传感器的安装需要破坏电缆的外护套,在实际应用中受到限制。另外,该方法在测量频带的选取上还需要做进一步的研究。

国外有人将超高频法应用于带有螺旋结构接地屏蔽电缆的局部放电在线监测。其原理为:螺旋结构接地屏蔽电缆的局放脉冲为ns级,而接地屏蔽中局部放电电流脉冲可分为沿电缆方向分量和切向分量,后者产生附加轴向磁场,其磁力线接近电缆外皮,在电缆外屏蔽层上缠绕的线圈的净磁通正比于切向电流,可以通过线圈上净磁通的大小判断局部放电量。此方法的局限性在于只能用于带有(图中D为剥去的电缆护套的氏度;D1为金属箔和护套之间的距离;D2为金属箔的宽度)螺旋结构接地屏蔽电缆,而且超高频信号在电缆中衰减非常严重。因此传感器与局部放电源的距离在10米以内时才有较好的灵敏度。可用于在线监测短电缆及电缆高压附件。

超高频电容传感器示意图
超高频电容传感器示意图

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