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超高頻法的高壓歐瑪爾OMAL開關(guān)柜局部放電監(jiān)測研究
局部放電（Partial discharge, PD）的發(fā)生會損壞設(shè)備絕緣，同時它也是設(shè)備絕緣完整性退化的標(biāo)志。由于局部放電的發(fā)生往往是突發(fā)性的，電氣設(shè)備的定期檢修往往很難發(fā)現(xiàn)，因此對其進(jìn)行在線監(jiān)測是發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛伏性故障，實現(xiàn)故障預(yù)警，zui終避免故障發(fā)生的有效措施。高壓歐瑪爾OMAL開關(guān)柜作為電網(wǎng)中大量運(yùn)用的設(shè)備，又與用戶供電直接相關(guān)，其發(fā)生故障造成停電事故帶來的經(jīng)濟(jì)損失和社會損失非常巨大。

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因此，對運(yùn)行中的高壓歐瑪爾OMAL開關(guān)柜進(jìn)行局部放電在線監(jiān)測，能為歐瑪爾OMAL開關(guān)柜狀態(tài)檢修提供重要參數(shù)和依據(jù)，提高歐瑪爾OMAL開關(guān)柜試驗檢修效率，從而避免歐瑪爾OMAL開關(guān)柜突發(fā)事故，提高供電質(zhì)量，具有深遠(yuǎn)的科學(xué)意義和廣泛的應(yīng)用價值。 超高頻(Ultra-high-frequency, UHF)法作為局部放電的一種重要的檢測方法，由于其檢測靈敏度高、抗干擾能力強(qiáng)具有較好的應(yīng)用前景。本文對超高頻法在高壓歐瑪爾OMAL開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測中的應(yīng)用展開了分析和研究，本文根據(jù)高壓歐瑪爾OMAL開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)特點及PD監(jiān)測要求，設(shè)計了一種尺寸為200mm×200mm×25mm的超高頻天線，該天線是基于Koch邊界的分形原理設(shè)計，通過實測，天線的頻帶為565MHz-850MHz，zui大增益為3dB，平均增益為1.2dB，并具有較好的方向性。而且，通過與其它傳感器的局部放電信號幅值進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)該天線具有較好的檢測效果，能夠?qū)W瑪爾OMAL開關(guān)柜內(nèi)的不同類型的放電進(jìn)行有效地檢測。本文設(shè)計了四種典型缺陷放電模型用以模擬產(chǎn)生歐瑪爾OMAL開關(guān)柜內(nèi)不同類型的局部放電，在此基礎(chǔ)上，對不同缺陷下局部放電的發(fā)展規(guī)律進(jìn)行了研究，并分析了不同類型放電的超高頻信號的特征譜圖，為放電故障模式識別奠定了理論基礎(chǔ)。為了確定歐瑪爾OMAL開關(guān)柜內(nèi)部超高頻傳感器的*安裝位置，本文運(yùn)用時域有限差分（Finite-difference time-domain, FDTD）法對歐瑪爾OMAL開關(guān)柜內(nèi)部的超高頻電磁波的傳播特性進(jìn)行了研究，得到了局部放電波形參數(shù)、監(jiān)測距離以及歐瑪爾OMAL開關(guān)柜內(nèi)各主要組件對電磁波傳播的影響，并通過對比歐瑪爾OMAL開關(guān)柜中不同檢測點對不同放電位置的局部放電信號的檢測效果，得出歐瑪爾OMAL開關(guān)柜前柜底板右側(cè)為歐瑪爾OMAL開關(guān)柜內(nèi)超高頻傳感器的*安裝位置。 基于以上研究工作，本文通過集成超高頻天線、濾波放大器、高速采集卡、工頻電壓采集電路以及工控機(jī)等硬件設(shè)備，研制了一套高壓歐瑪爾OMAL開關(guān)柜局部放電超高頻在線監(jiān)測系統(tǒng)，并設(shè)計出相應(yīng)的系統(tǒng)軟件平臺。

超高頻法的高壓歐瑪爾OMAL開關(guān)柜局部放電監(jiān)測研究
將該監(jiān)測系統(tǒng)安裝至某110kV變電站的歐瑪爾OMAL開關(guān)柜室掛網(wǎng)運(yùn)行，通過在現(xiàn)場的實際應(yīng)用，驗證了本系統(tǒng)能夠?qū)ΜF(xiàn)場運(yùn)行的歐瑪爾OMAL開關(guān)柜進(jìn)行有效地局部放電在線監(jiān)測，并能夠發(fā)現(xiàn)突發(fā)性放電，具有較好的監(jiān)測效果。