基于UHF法的三相共筒式GIS局部放电检测研究

摘要

目前国内外虽然对GIS的局部放电问题研究取得了很大成就，然而以往研究多集中在同轴结构GIS，而关于应用非常广泛的三相共筒式GIS局部放电问题研究报道不多。三相共筒式GIS相比三相分筒式GIS结构紧凑，内部承受的工作场强更高，电场分布更不均匀，对设备的绝缘性能有更高的要求。因此，对三相筒式GIS局部放电进行专门研究非常必要。
　　 通过阅读相关文献，对目前国内外所有关于GIS局部放电检测的方法进行分类总结，分析各种方法的优缺点，最后选择特高频法(UHF)作为本文局部放电的检测方法;对GIS内局部放电产生的高频电磁波在GIS中的传播和衰减特性及特高频检测法的详尽阐述，便于实现特高频传感器的合理布置。
　　 采用Ansoft12仿真软件对三相共筒式GIS内部有无缺陷情况下的三维静电场进行仿真计算，研究其内部静电场分布规律，并确定了金属微粒缺陷的起始放电场强，为局部放电检测试验缺陷模型的设置及局部放电理论研究奠定基础。
　　 建立了局部放电试验平台，此平台由试验装置、检测设备、放电模型三部分组成。然后采用UHF法对三相共筒式GIS内部三种模拟的固定金属微粒故障导致的局部放电进行试验研究，包括GIS高压导体固定尖刺、内壁上固定尖刺、盘式绝缘子上固定金属颗粒，得出每种缺陷的放电谱图，对每种谱图的特征进行研究分析，建立图谱特征库，为局部放电现场检测提供参考。提取了偏移度Sk、陡峭度Ku、局部峰点数Pe、互相关系数Cc、放电因数Q五种统计特征参数，研究了缺陷尺寸对局部放电起始场强的影响，对局部放电识别具有重要的价值。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 GIS概述

1．2 GIS局部放电检测的意义

1．3 GIS局部放电检测方法

1．4 本文研究主要内容

第2章 电磁波在GIS中传播特性和特高频检测法

2．1 引言

2．2 电磁波传播理论

2．2．1 TEM波的传输特性

2．2．2 TE和TM波的传输特性

2．3 GIS内部UHF电磁波传播特性

2．4 特高频法(UHF)

2．4．1 特高频检测法原理

2．4．2 特高频法存在的问题

2．5 本章小结

第3章 110kVGIS空间三维静电场仿真分析

3．1 引言

3．2 Ansoft12软件简介

3．3 三维电磁场有限元基础

3．3．1 剖分单元类型

3．3．2 四节点四面体单元类型基函数

3．3．3 电磁场原理

3．4 三相分筒式和三相共筒式GIS三维静电场计算

3．4．1 计算模型的建立

3．4．2 仿真设置

3．4．3 计算结果

3．5 三相共筒式GIS盘式绝缘子三维静电场计算

3．5．1 计算模型建立

3．5．2 计算内容

3．5．3 计算结果

3．6 三相共筒式GIS内部固定金属颗粒三维静电场计算

3．6．1 计算模型的建立

3．6．2 计算结果

3．7 缺陷尺寸对局部放电起始电压的影响

3．8 本章小结

第4章 三相共筒式GIS固定金属微粒局部放电检测

4．1 引言

4．2 GIS设备内常见缺陷及产生原因

4．3 表征局部放电的统计特征参数

4．4 试验原理图

4．5 试验平台

4．5．1 试验装置

4．5．2 局放检测装置

4．6 放电模型

4．7 试验步骤与注意事项

4．8 试验结果及分析

4．8．1 高压导体上有固定尖刺

4．8．2 GIS内壁上固定尖刺

4．8．3 绝缘子表面固定金属微粒

4．9 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间取得的研究成果

附录B 攻读硕士学位期间参加的研究课题