电气工程测试6章节(2965KB).ppt

交流叠加法监测原理如图6-18所示。与直流叠加法相比，交流叠加法所需电压的幅值较小，通常叠加5V的交流电压就可得到明显的特征电流，这使得交流叠加法能更容易地检测出电缆老化信号；另外，交流叠加法所测得特征电流的线性化程度要比直流替加法好得多，因而交流叠加法是在线监测电缆的一个较好的方法。 * 电缆进行介质损耗在线监测的电路如图6-20所示。得到电缆的tanδ关键是获取电压与电流的相位。可以通过电压互感器获取运行电缆中的电压信号，同时用电流互感器将流过电缆绝缘的工频泄漏电流信号取出。对测得的电压、电流的相位进行比较，计算出tanδ。对多路电缆进行介成损耗巡回监测时，同样可以由电压互感器获取电电压的相位迸行比较。 * 超声波监测系统通常采用压电晶体作为传感器。压电晶体将声信号成比例地转换成电荷量，再经前置放大器放大后进行光电转换，并由光纤传播，传输的光信号再经光电元件转换成电信号，信号放大后便可在示波器或峰值表上显示。 近代超声波测量局部放电所用的仪器频带多取60~300kHz。 由于传播衰减等原因，能采集的声信号又很弱，因而长期以来，此方法由于灵敏度太低而没有被广泛采用。近年来，由于电传感器效率的提高和由集成元件组成的低噪声放大器以及光纤的发展，使得此监测灵敏度大为提高。 * 从图6-22可以看到，差分法类似于IEC-270法中的桥式接线法，当绝缘接线盒一侧的电缆生局部放电时，另一侧的电缆可以充当耦合电容，将局部放电脉冲耦合至检测阻抗Zd上，形成的电压波经放大后输入示波器、频谱分析仪等仪器进行分折处理。研究发现，当频谱分析仪的中心频率在10~20MHz时、信噪比最高，差分法的检测回路类似于差动平衡电路，来自导线芯的噪声信号在检测阻抗的两端不能产生压降，因而可以很好的抑制噪声。 * 在等效电路图中，C是耦合器与电缆芯间的等效分布电容，其值取决于耦合器的长度和电缆单位长度的电容C0，Rs是耦合器与金属屏蔽层间的电阻，Cs是耦合器与金属屏蔽层间的杂散电容，R1是测量单元的输入阻抗。此法有较好的监测灵敏度，并且可以通过研究信号到达两个传感器的时间差来实现信号的定位。 * 方向耦合器是由一个插在电缆绝缘上的电极扳、一个罗果夫斯基线圈和两个终端阻抗（分别与端口A、B相连）构成，如图6-26。电极板与金属屏蔽层之间形成一等效电容，罗哥夫斯基线圈分为性能相同的两部分，接线方式见图6-27。当局部放电信号沿电缆从一侧（如右侧）传来，在电容和线圈上可感应出脉冲信号，B端输出的电压信号为电容的电压信号和线圈2的电压信号的叠加，而A端输出的电压信号则为电容与线圈1的电压信号的差值。如果电容耦合的信号与线圈耦合的信号大小相等，则B端输出信号增大，而A端信号被抵消了，由此可判断局部放电脉冲的传播方向。通常，只需2个端口的电压比值大于8:1时即可认为该脉冲信号为局部放电信号且方向可判断。当监测系统在电缆中间接头两侧分别安装一个方向耦合器时，这样可以根据2个方向耦合器耦合到的局部放电信号的方向判断出该放电位号是来自中间接头内部还是外部。 * 图中，R是积分电阻，Cs是电路的等效杂散电容。为了使电流耦合器工作频带足够宽，在线圈尺寸一定的情况下，应选用磁导率高的磁性材料并增大线圈匝数N，但只增加匝数来提高带宽将会降低测量灵敏度；积分电阻R对频带宽度、传感器灵敏度均有影响，R增大，会增加传感器的灵敏度，但同时会减小频带宽度。因此，选定磁性材料后，有一个最佳的积分电阻以及线圈匝数N的匹配组合，使电流传感器达到较宽的工作频带，且保持一定的响应灵敏度。 * UHF法的特点是用天线而不是用耦合电容来检测局部放电信号。局部放电（PD）和高压导体上的针状凸出物所产生的放电信号均为纳秒级脉冲波，其等值频率可大于1GHz，属于微波波段，气体绝缘管道电缆是同轴传输线，信号传输特性取决于频率，对工频可用电气集中参数来等值；瞬态信号时应视为分布参数的传输线；对微波则应看作同轴波导。 局部放电信号的超高频部分在整个GIS中传播时衰减很小，故在GIS内放置传感器就可以很灵敏地接收到高频信号，UHF法原理如图5-31所示。图中传感器相当于一个接收天线，而对信号的测量既可采用窄频带测量系统，也可以用宽频带测量系统。图中1、2、3、4分别表示不同的缺陷，具体含义见图下注。 * 绝缘局部损伤、线芯有毛刺 * 绝缘受潮、绝缘含气泡 * 绝缘含水树 * 该监测系统方案是在各个谐波监测点设立独立的监测单元，主控芯片可选择单片机、DSP或ARM器件等。监测模块完成数据的采集及分析。通过通信总线与上位机通信，将采集和分析的各种波形和参数传递到上位机实现数据的分析 及存储、查询等功能。该方案采用分布式主从CPU系统工作方式，下位多CPU系统提高了处理并行事件的能力，解决了上位机CPU运算处理的瓶颈问题。分布式结构