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基于分布式电压信号的油纸绝缘局部放电脉冲能量分析
摘要
随着电力系统的不断升级和发展，油纸绝缘的电力设备已经成为了许多工业领域的主要元件之一，但是在使用过程中，会出现局部放电，从而导致设备能量损失甚至故障，因此加强对油纸绝缘局部放电脉冲能量分析的研究，以实现对油纸绝缘设备的无损检测和状态监测具有重要意义。
本文主要针对分布式电压信号进行油纸绝缘局部放电脉冲能量分析的方法进行了研究。根据硅测压阻的特性，分析了局部放电的基本原理，提出了一种基于硅测压阻的脉冲检测电路，并对该电路进行了仿真，验证了该方法的有效性。
关键词：电力设备；油纸绝缘；局部放电；脉冲能量分析；分布式电压信号
Abstract
Withthecontinuousupgradinganddevelopmentofthepowersystem,oil-paperinsulationofpowerequipmenthasbecomeoneofthemaincomponentsinmanyindustrialfields.However,duringtheuse,partialdischargemayoccur,leadingtoenergylossandevenequipmentfailure.Therefore,strengtheningtheresearchontheanalysisofpartialdischargepulseenergyofoil-paperinsulationisofgreatsignificancetoachievenon-destructivetestingandstatemonitoringofoil-paperinsulationequipment.
Thisarticlemainlystudiesthemethodofanalyzingthepulseenergyofpartialdischargeofoil-paperinsulationbasedondistributedvoltagesignals.Accordingtothecharacteristicsofsiliconpressureresistance,thebasicprincipleofpartialdischargeisanalyzed,andapulsedetectioncircuitbasedonsiliconpressureresistanceisproposed.Theeffectivenessofthismethodisverifiedbysimulation.
Keywords:Powerequipment;Oil-paperinsulation;Partialdischarge;Pulseenergyanalysis;Distributedvoltagesignals
正文
1.引言
油纸绝缘电力设备是电力系统中的重要元件，但由于各种因素的影响，局部放电现象经常发生，导致设备能量损失和故障，因此对局部放电脉冲能量的研究成为了热点和难点问题。目前，针对油纸绝缘局部放电的检测和评估主要采用信号检测技术和模型仿真分析技术。其中，分布式电压信号是一种重要的局部放电信号，其能够有效地反映局部放电脉冲的特征和发生位置。
本文主要针对分布式电压信号进行油纸绝缘局部放电脉冲能量分析的方法进行了研究，在分析局部放电脉冲信号的基础上，提出了一种基于硅测压阻的脉冲检测电路，并通过仿真验证了该方法的有效性。
2.局部放电脉冲信号分析
局部放电现象是指在绝缘介质中局部存在电应力异常，导致气体分子电离和电子释放，从而产生电晕放电、自由电子撞击击穿、电弧放电等放电形式。在油纸绝缘电力设备中，局部放电脉冲信号常常表现为电流脉冲和电压脉冲。
分布式电压信号是指在油纸绝缘电力设备上，同时监测多个电压感应传感器得到的电压信号，如果产生局部放电，那么电压信号将会在传感器之间产生变化。根据这种变化，可以判断局部放电的位置和形态，并对其进行分析和诊断。
3.基于硅测压阻的脉冲检测电路
硅测压阻是一种高阻值测量电阻，其阻值可达几千兆欧姆，具有很高的灵敏度和稳定性，可用于高电压、高频率下的电压测量和脉冲测量。在局部放电信号分析中，可以采用硅测压阻作为电压信号的检测元件，设计一种基于硅测压阻的脉冲检测电路，以实现对局部放电脉冲的测量和分析。
该电路如图所示，由硅测压阻、带通滤波器、放大器、积分器和A/D转换器组成。首先，经过带通滤波器滤除非局部放电脉冲信号，然后经过放大器放大到合适的幅值范围，再通过积分器对信号进行积分，以获得能量和幅度信息。最后，经过A/D转换器转化为数字信号，通过计算机进行数字信号处理和分析。
图1基于硅测压阻的脉冲检测电路
4.仿真验证
为验证上述方法的有效性，进行了模拟仿真实