直流GIL中球形金属微粒与电极碰撞的声发射信号研究
发布时间：2022-01-17 15:44
直流GIL具有传输容量大、占地少等特点,因而获得广泛应用。然而直流GIL中金属微粒污染不可避免,该污染会使绝缘强度明显下降。声发射现象是材料受内力或外力作用产生变形或断裂,以弹性波形式释放出应力应变能的现象,金属微粒与电极碰撞时会产生声发射信号,这种声发射信号可以反映微粒的状态信息,但直流GIL中金属微粒与电极碰撞产生声发射信号的去噪、特征等方面研究较少,尚需进一步研究。故本文从测取、去噪、特征取选取与提取、特征理论值、特征实验值等方面研究了直流GIL中球形金属微粒与电极碰撞的声发射信号。本文搭建了声发射信号检测实验平台,通过声发射传感器检测到了金属微粒与低压电极碰撞的声发射信号,并通过实验分析了局部放电对声发射信号检测的影响,实验结果表明,声发射传感器内嵌于低压极板使声发射传感器对局部放电的敏感度下降了 25倍,局部放电不会对声发射信号检测造成明显干扰。提出了适合声发射信号去噪效果评价的复合评价指标和基于此复合评价指标的声发射信号优化小波去噪算法,对实测及仿真声发射信号的去噪效果表明,与现有去噪评价指标相比,提出的复合评价指标能更好地评价信号的去噪效果;与现有小波去噪算法相比,提出的...
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
声发射信号检测实验系统示意图
声发射传感器的检测范围覆盖到了超声频段，而微粒与极板碰撞产产生超声波。故需要通过实验及理论分析，检验局部放电产生超声波信号的采集存在干扰。??发射信号及局部放电信号检测结果分析??行板电极间距调至２０?ｍｍ，分别放入不同直径和材质球，通过高压直极加压，在铝球跳起但极间不发生击穿的前提下，测量存储不同电压极板碰撞的声发射信号。招球直径为１．５?ｍｍ，极间电压为３９．２?ＫＶ器检测到的声发射信号及特高频传感器检测到的局部放电超声信号。??－３中，字母Ａ和Ｃ所处时刻各有一个声发射信号，这两个声发射信号低压极板发生了两次碰撞，在这两次碰撞期间，微粒与上极板发生了次碰撞产生了一个明显的局部放电信号Ｂ，但此时声发射传感器没号，说明实验中声发射传感器对局部放电产生的超声不敏感，声发的信号为碰撞产生的声发射信号而不是局部放电产生的超声信号。??１４０Ｂ?声发时号??
该局部放电火花肉眼可见，能够引燃天然气等易燃气体，放电较为强烈。??２）将声发射传感器探头从低压极板中取下，使电打火器打火处紧贴探头表面，??打火多次，记录示波器中声发射传感器采集信号的多个峰值的平均值。??３）与试验时安装方式相同，将声发射传感器内嵌安装在低压极板中（传感器??上表面与低压极板上表面距离１．５ｍｍ），并采用耦合剂填充传感器与极板间的缝隙。??将电打火器放置于声发射传感器的垂直上方，并紧贴低压极板的上表面打火多次，??记录示波器中声发射传感器米集信号的多个峰值的平均值。??４）与试验时安装方式相同，将声发射传感器内嵌安装在低压极板中（传感器??上表面与低压极板上表面距离１．５ｍｍ），并采用耦合剂填充传感器与极板间的缝隙。??将电打火器放置于声发射传感器的垂直上方，并紧贴上极板的下表面打火多次，上??极板与低压极板的垂直距离为２０＿，记录示波器中声发射传感器采集信号的多个??峰值的平均值。??试验各步骤的示意图如图２－４所示，图中Ｓ代表声发射传感器，六角星??标识代表着电子打火器产生的局部放电源，局部放电源处于不同位置时声发射传感??器采集信号的峰值平均值如表２－１所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]直流均匀场中球形金属微粒与电极碰撞的超声特性研究[J]. 律方成,刘宏宇,颜湘莲,董蒙,张瑜,李志兵,詹振宇. 高压电器. 2017(12)
[2]基于复合评价指标的金属微粒声发射信号最优小波去噪及其特征提取[J]. 律方成,张瑜,董蒙,李志兵,颜湘莲,孙继星,刘宏宇. 高压电器. 2017(11)
[3]直流电压下SF6气体中电极覆膜对金属微粒启举的影响机理[J]. 律方成,刘宏宇,李志兵,董蒙,颜湘莲. 电工技术学报. 2017(13)
[4]直流GIL不均匀场中金属微粒运动的数值模拟及放电特性分析[J]. 律方成,刘宏宇,阴凯,李志兵,董蒙,曹东亮,谢庆. 中国电机工程学报. 2017(10)
[5]GIS振动机理及固有频率研究[J]. 李凯,许洪华,陈冰冰,崔杨柳,马宏忠. 电测与仪表. 2017(03)
[6]GIS/GIL中金属微粒污染问题研究进展[J]. 李庆民,王健,李伯涛,刘思华,陈超,李成榕. 高电压技术. 2016(03)
[7]有争议的碰撞恢复系数研究进展[J]. 姚文莉,岳嵘. 振动与冲击. 2015(19)
[8]电气设备局部放电检测技术述评[J]. 李军浩,韩旭涛,刘泽辉,李彦明. 高电压技术. 2015(08)
[9]考虑非弹性随机碰撞与SF6/N2混合气体影响的直流GIL球形金属微粒运动行为研究[J]. 王健,李庆民,李伯涛,陈超. 中国电机工程学报. 2015(15)
[10]直流应力下电极表面覆膜对金属微粒启举的影响机理研究[J]. 王健,李庆民,李伯涛,陈超,刘思华,李成榕. 电工技术学报. 2015(05)
博士论文
[1]颗粒—壁面作用的声发射检测及其在气力输送过程中的应用[D]. 何乐路.浙江大学 2016
[2]GPS变形监测数据的小波分析与应用研究[D]. 袁德宝.中国矿业大学（北京） 2009
[3]声波测量和流化床聚合反应器多尺度结构的研究[D]. 侯琳熙.浙江大学 2005
硕士论文
[1]局部放电超声信号检测系统研制及局部放电试验研究[D]. 芦翔.哈尔滨理工大学 2017
[2]覆膜对GIS中自由导电微粒运动行为的影响[D]. 齐玉娟.华北电力大学(北京) 2017
[3]起重机械用Q235B板材及箱型构件声发射信号特征研究[D]. 付倞骅.河北大学 2016
[4]基于奇异谱斜率算法的复小波抑制PD白噪干扰的研究[D]. 李玉兰.重庆大学 2009
本文编号：3594998
【文章来源】：华北电力大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
声发射信号检测实验系统示意图
声发射传感器的检测范围覆盖到了超声频段，而微粒与极板碰撞产产生超声波。故需要通过实验及理论分析，检验局部放电产生超声波信号的采集存在干扰。??发射信号及局部放电信号检测结果分析??行板电极间距调至２０?ｍｍ，分别放入不同直径和材质球，通过高压直极加压，在铝球跳起但极间不发生击穿的前提下，测量存储不同电压极板碰撞的声发射信号。招球直径为１．５?ｍｍ，极间电压为３９．２?ＫＶ器检测到的声发射信号及特高频传感器检测到的局部放电超声信号。??－３中，字母Ａ和Ｃ所处时刻各有一个声发射信号，这两个声发射信号低压极板发生了两次碰撞，在这两次碰撞期间，微粒与上极板发生了次碰撞产生了一个明显的局部放电信号Ｂ，但此时声发射传感器没号，说明实验中声发射传感器对局部放电产生的超声不敏感，声发的信号为碰撞产生的声发射信号而不是局部放电产生的超声信号。??１４０Ｂ?声发时号??
该局部放电火花肉眼可见，能够引燃天然气等易燃气体，放电较为强烈。??２）将声发射传感器探头从低压极板中取下，使电打火器打火处紧贴探头表面，??打火多次，记录示波器中声发射传感器采集信号的多个峰值的平均值。??３）与试验时安装方式相同，将声发射传感器内嵌安装在低压极板中（传感器??上表面与低压极板上表面距离１．５ｍｍ），并采用耦合剂填充传感器与极板间的缝隙。??将电打火器放置于声发射传感器的垂直上方，并紧贴低压极板的上表面打火多次，??记录示波器中声发射传感器米集信号的多个峰值的平均值。??４）与试验时安装方式相同，将声发射传感器内嵌安装在低压极板中（传感器??上表面与低压极板上表面距离１．５ｍｍ），并采用耦合剂填充传感器与极板间的缝隙。??将电打火器放置于声发射传感器的垂直上方，并紧贴上极板的下表面打火多次，上??极板与低压极板的垂直距离为２０＿，记录示波器中声发射传感器采集信号的多个??峰值的平均值。??试验各步骤的示意图如图２－４所示，图中Ｓ代表声发射传感器，六角星??标识代表着电子打火器产生的局部放电源，局部放电源处于不同位置时声发射传感??器采集信号的峰值平均值如表２－１所示。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]直流均匀场中球形金属微粒与电极碰撞的超声特性研究[J]. 律方成,刘宏宇,颜湘莲,董蒙,张瑜,李志兵,詹振宇. 高压电器. 2017(12)
[2]基于复合评价指标的金属微粒声发射信号最优小波去噪及其特征提取[J]. 律方成,张瑜,董蒙,李志兵,颜湘莲,孙继星,刘宏宇. 高压电器. 2017(11)
[3]直流电压下SF6气体中电极覆膜对金属微粒启举的影响机理[J]. 律方成,刘宏宇,李志兵,董蒙,颜湘莲. 电工技术学报. 2017(13)
[4]直流GIL不均匀场中金属微粒运动的数值模拟及放电特性分析[J]. 律方成,刘宏宇,阴凯,李志兵,董蒙,曹东亮,谢庆. 中国电机工程学报. 2017(10)
[5]GIS振动机理及固有频率研究[J]. 李凯,许洪华,陈冰冰,崔杨柳,马宏忠. 电测与仪表. 2017(03)
[6]GIS/GIL中金属微粒污染问题研究进展[J]. 李庆民,王健,李伯涛,刘思华,陈超,李成榕. 高电压技术. 2016(03)
[7]有争议的碰撞恢复系数研究进展[J]. 姚文莉,岳嵘. 振动与冲击. 2015(19)
[8]电气设备局部放电检测技术述评[J]. 李军浩,韩旭涛,刘泽辉,李彦明. 高电压技术. 2015(08)
[9]考虑非弹性随机碰撞与SF6/N2混合气体影响的直流GIL球形金属微粒运动行为研究[J]. 王健,李庆民,李伯涛,陈超. 中国电机工程学报. 2015(15)
[10]直流应力下电极表面覆膜对金属微粒启举的影响机理研究[J]. 王健,李庆民,李伯涛,陈超,刘思华,李成榕. 电工技术学报. 2015(05)
博士论文
[1]颗粒—壁面作用的声发射检测及其在气力输送过程中的应用[D]. 何乐路.浙江大学 2016
[2]GPS变形监测数据的小波分析与应用研究[D]. 袁德宝.中国矿业大学（北京） 2009
[3]声波测量和流化床聚合反应器多尺度结构的研究[D]. 侯琳熙.浙江大学 2005
硕士论文
[1]局部放电超声信号检测系统研制及局部放电试验研究[D]. 芦翔.哈尔滨理工大学 2017
[2]覆膜对GIS中自由导电微粒运动行为的影响[D]. 齐玉娟.华北电力大学(北京) 2017
[3]起重机械用Q235B板材及箱型构件声发射信号特征研究[D]. 付倞骅.河北大学 2016
[4]基于奇异谱斜率算法的复小波抑制PD白噪干扰的研究[D]. 李玉兰.重庆大学 2009
本文编号：3594998
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