變壓器局部放電超高頻檢測(cè)及能量標(biāo)定的研究.pdf

1、局部放電（Partial Discharge，簡(jiǎn)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(duì)變壓器PD檢測(cè)和診斷的研究具有深遠(yuǎn)的理論意義和廣泛的實(shí)用價(jià)值。本文根據(jù)超高頻（Ultra High Frequency，簡(jiǎn)稱UHF）法的檢測(cè)特點(diǎn)，結(jié)合微波與天線理論、電氣測(cè)量技術(shù)和電磁場(chǎng)分析理論，開(kāi)展了變壓器PD超高頻檢測(cè)技術(shù)的研究和分析。主要研究工作如下：
　　設(shè)計(jì)了一種用于電力變壓器PD超高頻檢測(cè)的圓形加載單極子天線，結(jié)

2、合經(jīng)驗(yàn)和仿真計(jì)算確定了天線的性能參數(shù)，通過(guò)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(jì)算駐波比小于2的帶寬約為425MHz到1.6GHz以上，絕對(duì)帶寬大于1GHz，在整個(gè)工作頻帶內(nèi)的增益較高，其增益平均大于3dB，同時(shí)在θ=300~900和θ=2700~3300時(shí)具有較好的方向性系數(shù)；天線的實(shí)際測(cè)量表明，其天線的實(shí)際帶寬為430MHz到1GHz以上，能滿足對(duì)超高頻局部放電的檢測(cè)需要，天線的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3、適合于安裝在變壓器上。
　　研制了用于模擬PD信號(hào)試驗(yàn)的放電源，設(shè)計(jì)了儲(chǔ)能電容為10p和20p的兩種脈沖電路，詳細(xì)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(guò)程的簡(jiǎn)化模型，設(shè)計(jì)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(chǔ)能電容和電源電壓對(duì)脈沖波形的影響，得出了影響規(guī)律。闡明了實(shí)際制作過(guò)程中的注意事項(xiàng)和元器件的選擇方法，實(shí)測(cè)儲(chǔ)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(duì)變壓器局部放電所激發(fā)電磁波的機(jī)理進(jìn)行了研究，分析計(jì)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(guò)對(duì)建立的變壓器物理模型中PD信號(hào)的仿真研究和實(shí)驗(yàn)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(shí)，UHF信號(hào)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(hào)能