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内容简介

　　《组合电器设备局部放电特高频检测与故障诊断》就*能反映设备内绝缘故障特征与程度的特高频局部放电信号传播、传感、噪声去除、特征提取、故障识别、定位和放电量标定等关键科学技术难题进行深入分析与探讨。第1章综述GIS设备PD监测方法和意义，第2章分析GIS设备内部UHF电磁波传播特性，第3章分析GIS设备内绝缘缺陷的UHFPD信号波形特征，第4章介绍用于检测GIS设备UHFPD的各种内外置传感器，第5章建立UHFPD信号数学模型，第6章分析GIS设备监测现场的噪声特点及去噪效果评价体系，第7章采用小波去除噪声，第8章利用复小波变换抑制白噪声干扰，第9章利用谐波复小波抑制周期性窄带干扰，第10章介绍PD模式识别方法，第11章介绍PD信息融合技术，第12章介绍GIS设备PD定位技术，第13章探讨PD放电量标定原理及方法，第14章介绍GIS设备UHFPD监测装置，第15章结合现场应用进行实例分析。
　　《组合电器设备局部放电特高频检测与故障诊断》是作者对GIS设备内部PD信号传感、提取、定位和标定等关键科学与技术难题进行多年系统研究的工作总结，为建立GIS设备绝缘故障专家诊断系统提供理论和技术方面的指导，适合作为从事电器设备研究、GIS设备制造、运行人员以及高等院校研究生和高年级本科生的参考书。

内页插图

目录

前言

第1章 绪论
1．1 气体绝缘组合电器结构及应用
1．1．1 气体绝缘组合电器总体结构
1．1．2 气体绝缘组合电器应用与发展
1．2 局部放电危害、产生及放电过程
1．2．1 局部放电对组合电器绝缘的危害
1．2．2 局部放电产生与发展过程
1．3 局部放电检测方法与评价
1．3．1 非电检测法
1．3．2 电检测法
1．4 特高频局部放电检测特点
参考文献

第2章 组合电器内特高频电磁波传播特性
2．1 特高频电磁波传播基本原理
2．2 组合电器内特高频电磁波的传播特性
2．2．1 横电磁波的传播特性
2．2．2 横电波和横磁波的传播特性
2．2．3 传播截止现象分析与截止波长确定
2．3 特高频局部放电电磁波泄漏
2．4 陡脉冲电流激发特高频局部放电信号
2．4．1 并矢格林函数法用于局部放电瞬变电场的计算
2．4．2 特高频局部放电瞬变电场的简便计算
2．5 电磁场仿真组合电器内特高频局部放电信号
2．5．1 局部放电脉冲电流源模拟
2．5．2 电磁场仿真局部放电信号源
参考文献

第3章 组合电器特高频局部放电信号特征分析
3．1 组合电器缺陷物理模型和采集系统
3．1．1 组合电器试验装置
3．1．2 组合电器内部绝缘缺陷物理模型
3．1．3 特高频传感器
3．2 特高频局部放电试验步骤
3．3 典型绝缘缺陷局部放电试验及特征分析
3．3．1 金属突出物缺陷
3．3．2 自由金属微粒缺陷
3．3．3 绝缘子表面金属污染物缺陷
3．3．4 气隙缺陷
3．3．5 四种缺陷放电特征的区别
参考文献

第4章 特高频传感器
4．1 特高频传感器的基本参数
4．1．1 方向特性
4．1．2 天线效率
4．1．3 增益
4．1．4 驻波比
4．1．5 输入阻抗
4．1．6 极化方式
4．1．7 频率带宽
4．2 特高频传感器的分类
4．2．1 内置传感器检测局部放电原理
4．2．2 外置传感器检测局部放电原理
4．3 内置传感器
4．3．1 内置传感器天线模型分析
4．3．2 内置传感器设计与安装
4．3．3 圆板传感器
4．3．4 圆环传感器
4．3．5 内置传感器检测组合电器局部放电实测
4．4 外置传感器
4．4．1 振子传感器
……

第5章 特高频局部放电信号数学模型
第6章 电磁干扰与去噪效果评价
第7章 小波变换抑制强电磁干扰
第8章 复小波变换抑制白噪声干扰
第9章 谐波复小波抑制周期性窄带干扰
第10章 特高频局部放电模式识别
第11章 基于DS证据理论的故障诊断
第12章 特高频局部放电源定位
第13章 特高频局部放电定量检测
第14章 组合电器设备特高频局部放电监测系统
第15章 现场应用实例分析

索引

前言/序言

　　2011年，国家制定的第十二个五年规划纲要当中明确将“建设与发展特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术，推进智能电网建设”纳入其中，至此，以超／特高压输电为特征的智能电网建设已经上升为国家战略，同时我国已进入电网建设高峰期。
　　以SF。气体作为主要绝缘介质的金属全封闭开关系统，即气体绝缘组合电器（gasinsulated switchgear，GIS），因其占地面积小、运行可靠、电磁辐射小以及检修周期长等突出优点，正广泛应用于高压和超／特高压输变电领域中，同时也是现代城市供电系统新建变电站和城网改造的装备，是构成超／特高压电网和现代城市电网的重要装备之一，其安全可靠运行既是直接保障大中城市供电可靠性的基础，也是直接保障社会稳定的基石。
　　尽管GIS设备的运行可靠性很高，但国际大电网委员会（CIGRE）统计和我国电力运行公报表明：运行中的GIS设备发生绝缘的故障率远高于IEC标准规定的水平，且故障多发生在较高电压等级的GIS设备中。大量的研究表明，GIS设备绝缘故障前，往往会产生局部放电（partial discharge，PD），PD既是加速绝缘劣化最为主要的原因，又是表征绝缘状态最为有效的特征量。通过对GIS设备内部PD过程中所产生的特高频（ultra-high frequency，UHF）信号进行监测，能够作为保证GIS设备安全可靠运行的主要技术手段，其主要难点是从强烈的电磁干扰环境中准确获取PD信号、确定PD源并定量估算PD量的大小。
　　本书就最能反映设备内绝缘故障特征与程度的UHFPD信号传播、传感、噪声去除、特征提取、故障识别、定位和放电量标定等关键科学技术难题进行深入分析与探讨。第1章综述GIS设备PD监测方法和意义；第2章分析GIS设备内部UHF电磁波传播特性；第3章分析GIS设备内绝缘缺陷的UHFPD信号波形特征；第4章介绍用于检测GIS设备UHFPD的各种内外置传感器；第5章建立UHFPD信号数学模型；第6章分析GIS设备监测现场的噪声特点及去噪效果评价体系；第7章采用小波去除噪声；第8章利用复小波变换抑制白噪声干扰；第9章利用谐波复小波抑制周期性窄带干扰；第10章介绍PD模式识别方法；第11章介绍PD信息融合技术；第12章介绍GIS设备PD定位技术；第13章探讨PD放电量标定原理及方法；第14章介绍GIS设备UHFPD监测装置；第15章结合现场应用进行实例分析。其中，唐炬教授负责全书的统稿和各章的修改及审定，并负责撰写第1～4、6～9章；张晓星教授负责撰写第5章、10～12、14和15章；曾福平博士负责第13章的撰写工作，并协助统稿以及在出版过程中的相关工作。
　　本书是作者及其同事多年来对GIS设备内部产生PD信号传感、提取、定位和标定等关键科学与技术问题系统研究的结晶。在研究过程当中，得到了国家重点基础研究发展计划（973计划）项目“防御输变电装备故障导致电网停电事故的基础研究”（2009CB724500）和“电气设备内绝缘故障机理与特征信息提取及安全评估的基础研究”（2006CB708411），国家自然科学基金项目“组合电器中混合绝缘缺陷局部放电机理及模式识别研究”（50377045）、“用复小波（包）提取GIS复杂电场中局部放电信号研究”（50577069）、“GIS绝缘缺陷诱发突发性故障与绝缘状况评判的基础研究”（50777070）、“超高频局部放电源信号畸变校正及重积分定量标定的基础研究”（50977095），以及重庆大学输配电装备与系统安全及新技术国家重点实验室自主研究经费等持续资助；作者的博士研究生周倩、谢颜斌、许中荣、李伟、陶加贵、周加斌、魏刚、卓然以及硕士研究生彭丽、唐铭、陈娇、李玉兰和王存超等在课题研究中付出了大量的精力；在成果的研究、试用、开发和推广应用过程当中得到了重庆、四川、新疆、广东、广西、河南、海南和贵州等省／市电力公司及有关专家、技术人员的大力支持和资助；同时在本书的撰写过程中，中国南方电网科学研究院李立涅院士、哈尔滨理工大学雷清泉院士、华中科技大学程时杰院士等提出了很多宝贵的建议，并给予了热情的支持和帮助，在此，一并表示诚挚的谢意。
　　由于作者水平有限，加之GIS设备绝缘在线监测及诊断技术正在迅速发展，本书可能有许多不足之处，敬请广大读者批评指正。
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