组合电器设备局部放电特高频检测与故障诊断

目录
前言
第1章 绪论1
1.1气体绝缘组合电器结构及应用1
1.1.1气体绝缘组合电器总体结构1
1.1.2气体绝缘组合电器应用与发展4
1.2局部放电危害?产生及放电过程6
1.2.1局部放电对组合电器绝缘的危害6
1.2.2局部放电产生与发展过程7
1.3局部放电检测方法与评价9
1.3.1非电检测法9
1.3.2电检测法11
1.4特高频局部放电检测特点12
参考文献15
第2章 组合电器内特高频电磁波传播特性16
2.1特高频电磁波传播基本原理16
2.2组合电器内特高频电磁波的传播特性17
2.2.1横电磁波的传播特性17
2.2.2横电波和横磁波的传播特性18
2.2.3传播截止现象分析与截止波长确定19
2.3特高频局部放电电磁波泄漏20
2.4陡脉冲电流激发特高频局部放电信号22
2.4.1并矢格林函数法用于局部放电瞬变电场的计算22
2.4.2特高频局部放电瞬变电场的简便计算24
2.5电磁场仿真组合电器内特高频局部放电信号26
2.5.1局部放电脉冲电流源模拟26
2.5.2电磁场仿真局部放电信号源26
参考文献33
第3章 组合电器特高频局部放电信号特征分析35
3.1组合电器缺陷物理模型和采集系统35
3.1.1组合电器试验装置35
3.1.2组合电器内部绝缘缺陷物理模型40
3.1.3特高频传感器42
3.2特高频局部放电试验步骤42
3.3典型绝缘缺陷局部放电试验及特征分析44
3.3.1金属突出物缺陷44
3.3.2自由金属微粒缺陷46
3.3.3绝缘子表面金属污染物缺陷47
3.3.4气隙缺陷49
3.3.5四种缺陷放电特征的区别50
参考文献50
第4章 特高频传感器52
4.1特高频传感器的基本参数52
4.1.1方向特性52
4.1.2天线效率54
4.1.3增益54
4.1.4驻波比54
4.1.5输入阻抗55
4.1.6极化方式55
4.1.7频率带宽56
4.2特高频传感器的分类57
4.2.1内置传感器检测局部放电原理57
4.2.2外置传感器检测局部放电原理58
4.3内置传感器59
4.3.1内置传感器天线模型分析59
4.3.2内置传感器设计与安装60
4.3.3圆板传感器62
4.3.4圆环传感器63
4.3.5内置传感器检测组合电器局部放电实测64
4.4外置传感器67
4.4.1振子传感器67
4.4.2屏蔽谐振环传感器78
4.4.3微带传感器86
4.4.4螺旋传感器92
4.4.5TEM喇叭传感器102
4.4.6分形传感器109
4.4.7微带单极子传感器115
参考文献121
第5章 特高频局部放电信号数学模型125
5.1传统局部放电信号数学模型126
5.2特高频局部放电信号数学模型126
5.2.1数学建模方法126
5.2.2数学模型构建129
5.2.3数学模型检验与分析132
5.3时频域等效源信号测试法139
5.3.1特高频局部放电等效源信号测试140
5.3.2典型绝缘缺陷局部放电试验结果分析143
5.4源电流信号数学模型150
5.4.1源电流信号数学模型构建150
5.4.2源电流信号数学模型检验与分析155
参考文献160
第6章 电磁干扰与去噪效果评价162
6.1局部放电监测中常见电磁干扰162
6.1.1白噪声干扰162
6.1.2周期性窄带干扰163
6.1.3随机脉冲型干扰165
6.2常用噪声抑制方法165
6.2.1白噪声干扰抑制165
6.2.2窄带干扰抑制167
6.2.3脉冲型干扰抑制169
6.3去噪效果评价参数170
6.3.1SNR?NCC及NRR定义170
6.3.2VTP的定义171
6.3.3VTP参数验证与评价方法172
参考文献176
第7章 小波变换抑制强电磁干扰179
7.1小波变换技术179
7.1.1小波构造179
7.1.2小波包构造183
7.2阈值算法186
7.2.1阈值分类及阈值选择规则187
7.2.2噪声信号的小波分解特性及降噪步骤188
7.2.3小波包降噪浮动阈值法190
7.3小波(包)变换抑制干扰原理191
7.3.1抑制白噪声干扰原理191
7.3.2抑制窄带干扰原理192
7.4小波(包)变换抑制白噪干扰技术194
7.4.1小波变换抑制白噪干扰194
7.4.2小波包变换抑制白噪干扰197
7.5小波(包)变换抑制周期窄带干扰技术199
7.5.1基于小波功率谱特性的窄带干扰抑制199
7.5.2小波包变换抑制周期窄带干扰206
7.6实测局部放电信号干扰抑制208
7.6.1实测局部放电白噪干扰抑制208
7.6.2实测局部放电窄带干扰抑制209
参考文献211
第8章 复小波变换抑制白噪声干扰212
8.1复小波变换理论基础212
8.1.1复小波变换特点212
8.1.2正交复小波构造213
8.2复母小波选择219
8.2.1局部放电信号源数学模型219
8.2.2复母小波选择220
8.2.3复小波变换抑制白噪声222
8.3复小波变换的复合信息224
8.3.1复合信息构造方法224
8.3.2复合信息抑制白噪声225
8.4用于复小波变换的复阈值算法231
8.4.1构造复阈值的方法232
8.4.2抑制白噪声的仿真研究233
8.5实测局部放电信号的白噪声抑制238
8.5.1局部放电信号的实小波去噪240
8.5.2局部放电信号的复小波去噪242
参考文献244
第9章 谐波复小波抑制周期性窄带干扰246
9.1谐波小波变换247
9.1.1谐波小波概念247
9.1.2谐波小波变换249
9.2谐波小波包变换252
9.2.1广义谐波小波252
9.2.2谐波小波包变换254
9.3谐波小波包与实小波包去噪对比255
9.4仿真局部放电信号去噪效果及评价258
9.4.1*优谐波小波包变换算法258
9.4.2子带熵比值阈值259
9.4.3去噪效果及评价259
9.5实测特高频局部放电信号去噪262
参考文献265
第10章 特高频局部放电模式识别266
10.1局部放电模式266
10.1.1脉冲序列相位分布分析模式267
10.1.2局部放电相位分布模式267
10.1.3Δu模式268
10.1.4局部放电时间分布模式268
10.2局部放电特征参数提取270
10.2.1统计特征参数270
10.2.2威布尔参数272
10.2.3图像矩特征参数273
10.2.4分形特征参数274
10.2.5波形特征参数277
10.2.6小波特征参数277
10.3局部放电模式识别分类器279
10.3.1基于距离的模式分类器279
10.3.2线性及非线性分类器281
10.3.3人工神经网络分类器291
10.3.4支持向量分类器303
参考文献315
第11章 基于DS证据理论的故障诊断319
11.1DS证据理论的基本原理320
11.1.1基本概念320
11.1.2结合多源信息的Dempster准则322
11.1.3基本概率赋值的获取323
11.1.4DS证据理论的优缺点325
11.1.5DS证据理论的应用325
11.2用DS证据理论辨识局部放电模式326
11.2.1TRPD和PRPD信号的模式识别326
11.2.2基于特高频与IEC60270检测信息相关性的模式识别329
11.3基于DS证据理论的多信息融合故障诊断332
11.4局部放电诊断实例分析334
11.4.1缺陷测试334
11.4.2样本测试337
参考文献337
第12章 特高频局部放电源定位340
12.1特高频局部放电源定位测量系统340
12.1.1检测装置结构图340
12.1.2局部放电源定位原理341
12.2组合电器特高频局部放电源定位常用方法342
12.2.1信号幅值比较法342
12.2.2信号先后比较法343
12.2.3时间差计算法343
12.2.4特高频时间差法定位存在的问题344
12.3提取时间差的各种常用算法345
12.3.1互相关函数法345
12.3.2累积能量曲线法346
12.3.3功率曲线法347
12.3.4广义相位谱法348
12.3.5参量模型法349
12.4基于多样本能量相关搜索提取时间差改进算法350
12.4.1多样本“相关G移位G叠加”350
12.4.2能量相关搜索时间差351
12.4.3试验数据分析353
12.5用逐次逼近理论定位局部放电源355
12.5.1局部放电源定位的数学模型356
12.5.2逐次逼近定位原理357
12.5.3基于多样本的逐次逼近定位算法步骤359
12.5.4实测局部放电信号定位试验分析361
参考文献365
第13章 特高频局部放电定量检测368
13.1低频脉冲电流定量法368
13.1.1脉冲电流定量法原理368
13.1.2低频脉冲电流法的基本测量回路369
13.1.3检测阻抗370
13.1.4放电量校准370
13.2特高频局部放电定量检测371
13.2.1特高频局部放电量标定方法371
13.2.2特高频局部放电信号参量与放电量的关系375
13.2.3不同气压下特高频局部放电信号与放电量的关系389
13.3特高频局部放电量现场标定技术394
参考文献396
第14章 组合电器设备特高频局部放电监测系统397
14.1信号滤波器397
14.1.1滤波器分类397
14.1.2理想滤波器与实际滤波器401
14.1.3几种典型滤波器403
14.1.4常用有源滤波器设计举例405
14.1.5集成有源滤波器410
14.1.6特高频放大滤波器411
14.2多路开关技术416
14.2.1PIN二极管结构原理416
14.2.2谐振式开关的组成原理和工作特性417
14.2.3微波多路开关电路结构418
14.3特高频局部放电信号采集419
14.3.1高速数据采集系统419
14.3.2包络检波技术425
14.3.3电平扫描式监测426
参考文献430
第15章 现场应用实例分析431
15.1某220kV变电站隔离开关气室螺栓脱落导致局部放电431
15.1.1概况431
15.1.2事件发生经过431
15.1.3现场检查结果与分析432
15.1.4诊断结论与建议433
15.2