电晕放电过程中电光参数测试初步研究【文献综述】.doc

1、毕业设计文献综述通信工程电晕放电过程中电光参数测试初步研究摘要随着电力需求日益增加，电力设备中绝缘材料所承受的电气压力与日俱增，电力设备的局部放电故障问题越来越突出。所以我们要对电晕放电过程中的电光参数进行研究，以便找出故障的所在。那么为了向在不同温湿度环境下研究电晕放电过程中光电参数关系提供原始数据，我们可以通过一定的电路装置测量出电晕放电时放出的特定的波段的紫外光与相应的电晕放电时电流的大小。关键词电晕放电；紫外辐射；电学测量；光学测量0引言随着电力需求日益增加，电力设备中绝缘材料所承受的电气压力与日俱增，电力设备的局部放电故障问题越来越突出。局部放电故障早期一般表现为电晕放电，电晕预示着

2、电力设备本身或者设备在安装时存在一些潜在的缺陷，如传输线破损、绝缘子破损、导线压接不良等，而电晕不仅会消耗大量的电能，而且电晕放电时产生的脉冲电磁波会对无线电和高频通信设备产生干扰，并且电晕还会使导线表面发生腐蚀，从而降低导线的使用寿命。因此，对检测电晕放电现象的研究具有迫切性。对于电晕放电的检测技术1，目前国内外电晕放电检测技术主要有红外热成像技术、超声电晕探测器、紫外探测等。虽然其中有些方法在对于电力设备的保障性检测中起到了一定的作用，但还存在诸如抗干扰能力差、故障前检测不灵敏及受目标与探测器之间的环境和距离影响等问题。具体如下1、红外热成像技术是一种波长转换技术，即把红外辐射图像转换为可

3、视图像的技术。它是利用目标内有较大的温度梯度或背景与目标有较大热对比度的特点，使得低可视目标很容易在红外图像中看到。对于电晕放电2，如果看到红外图像此时，电气设备放电已经很严重。2、超声电晕探测器3，当介质发生局部放电时，电源会向外发出声波，由于放电持续时间很短，所发射的声波频谱很宽可达到数MHZ。超声测法能够有效地定位放电源化学检测法在气体液体绝缘介质中应用广泛，但非电量检测法较之电量检测法，灵敏度不高且很难或者不能对放电性质放电强度进行判断。而紫外探测技术因其远距离、不停电、而且灵敏度高4等优点，所以该技术在近几年受到了广泛的关注。1、检查原理紫外辐射强度和电晕放电强度有相关性，可以作为检

4、测电晕放电5的手段。由此我们可以确定在某一测点处检测到的紫外辐射的强度可以反映该点处的电晕放电强度。紫外线的波长范围是10400NM，太阳光中也含紫外线，波长小于280NM的部分被称为UVC，几乎全部被大气中的臭氧所吸收图27，可以通过大气传输的98是315400NM的UVA，2是280315NM的UVB。通过上节说明可知高压设备在空气中局部放电产生的紫外线大部分波长在280400NM的区域内，也有小部分波长在230280NM（图28）。利用这一段日盲区，可选用波长相应范围小于280NM的紫外传感器在日照情况下对电气设备局部放电进行检测。图1大气外界与地面的辐射通量2、紫外检测技术应用范围紫外

5、检测技术6应用范围主要应用在以下几个方面检查发现劣化绝缘子（陶瓷、复合、玻璃绝缘子）的缺陷、表面放电和污染；导线架线时拖伤、运行过程中外部损伤（人为砸伤）、断股、散股检测。导线表面或内部变形都可产生电晕；电力工程质量检测（安装不当、接地不良等）；检查高压设备的污染程度。运行中绝缘子的劣化以及复合绝缘子及其护套电蚀检测。高压产品的绝缘缺陷检测。紫外检测结果还可为电力产品的绝缘诊断与寿命预测提供大量信息，可以建立综合档案资料，以便更好的诊断分析；高压变电站及线路的整体维护；大型发电机定子线棒端部和槽壁电晕放电检测；寻找无线电干扰源。3、电晕放电影响因素温度、气压对电晕放电的影响7由于气体的温度和压

6、力的影响会改变气体密度8，使电子平均自由行程改变，也就改变了为使电子加速到电离所需的速度时所必需的场强。实验表明，气压升高，气体密度增加，电晕起始场强增高，电晕起始电压增高。空气湿度对电晕放电的影响均匀电场中湿度9对气体放电的影响小，而不均匀电场中电晕放电受空气湿度的影响很大。在极不均匀电场中，平均放电场强低，电子速度慢，湿度影响明显，但湿度超过80时，放电分散性大。4、测量的方法图2研究拟采用的技术路线框图电晕电流的测量10可以用示波器来测量电晕电流的强度；由于电晕电流是微安级的，故可以用微安表来测量电晕电流的强度。紫外辐射的检测由于紫外传感器11本身并不能区分紫外光的发生源，在传感器有效反

7、应角的范围内，相邻的线路和高压设备放电紫外光都会被探测到，之前我们采用遮光漏斗控制传感器的感光角度，去除其他光源；在本设计中，在传感器前加装了干涉滤光片12，由于干涉滤光片的特性和光的入射角度有关，当以一个非零角度入射时，其中心波长将向短波长方向移动，其透过率也会下降，所以感测到的基本是直线入射处的紫外辐射，有效避免了相邻设备的干扰。波段辐射强度测量装置的开发，可以用中心波段波长为254NM、280NM、320NM、365NM，峰值半带宽为1020NM系列的紫外带通滤光片13加上紫外探测器，再在紫外探测器14后加上示波器，对检测到的信号进行分析，则大体上完成了测试波段辐射强度装置的开发。不同的

8、紫外滤波片可以根据实验的要求滤出不同波段的紫外线；紫外探测器又称紫外吸收检测器，用来吸收检测出一定波段的光。其中主要的紫外检测器件有紫外光敏二极管、光敏晶体管、紫外光电倍增管（紫外光电倍增管是用于将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件）、紫外变像管、紫外增强器和紫外成像仪等。根据现有条件拟采用GAN紫外探测器，光电倍增管15（PMT），火焰探测器，作为核心探测器。5、结语局部放电可能发生在导体边缘，也可能发生在绝缘体的表面或内部，发生在表面的称为表面局部放电，发生在内部的称为内部局部放电。实践证明局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿16的主要原因，对电气设备会带来严重的危害，故对电气设备

9、局部放电的监测尤为重要，所以对电晕放电过程中电光参数的研究就非常有必要了。参考文献1张文海电晕放电及其危害,大众科技,2005,NO6352陈磊紫外检测技术在云南电网的应用J云南电力技术,2009,37329303岳桂芳局部放电产生原因及分析机械工程与自动化AUG2005NO41071084蒋怿，紫外电晕检测仪在电晕放电检测中的应用华东电力VOL32,NO8,AUG200434355王灿林,廖永力,王黎明,王柯电晕紫外光脉冲与电晕电流脉冲相关性研究高电压技术HIGHVOLTAGEENGINEERINGVOL_33NO7JULY20076郭俊,吴广宁,张血琴,舒雯局部放电检测技术的现状和发展。电

10、工技术学报2005，FEBVOL20,NO229347徐阳，曹晓珑等局部放电光脉冲测量法及与电测法的比较高电压技术，2001，274358张海峰，庞其昌，陈秀春高压电晕放电特征及其检测电测与仪表20062VOL43,NO482699柳燕大气臭氧层、紫外辐射与人类健康地球物理学进展，1998，13310311010王文春，刘峰，张家良，任春生等利用发射光谱研究脉冲电晕放电中的自由基光谱学与光谱分析光谱学与光谱分析，2004，24111289129211李青文，陈涛，汪金刚，等紫外脉冲法在特高压放电检测中的应用J高电压技术，2006，32122629LIQINGWEN，CHENTAO，WANGJI

11、NGANG，ETA1APPLICATIONOFUVPULSEMETHODONTHEUHVDISCHARGEDETECTIONJHIGHVOLTAGEENGINEERING，2006，3212262912陈涛，何为，刘晓明，等高压输电线路紫外在线检测系统J电力系统自动化，2005，297889213马斌，周文俊，汪涛，丁一工基于紫外成像技术的极不均匀电场电晕放电J高电压技术，2006，327131614杨清华大型发电机定子绝缘局部放电光谱检测法的实验研究D武汉武汉大学电气学院200315MICHAELMUHR,ROBERTSCHWARZEXPERIENCEWITHOPTICALPARTIALDISCHARGEDETECTIONJMATERIALSSCIENCE,2009,2741139114616JENSHIHCHANG,PHILALAWLESS,TOSHIAKIYAMAMOTOCORONADISCHARGEPROCESSESJIEEETRANSACTIONONPLASMASCIENCE,1991,19611521166