【正文】 ...................................................................................... 35 DDRSDRAM ....................................................................................................... 36 主要功能模塊的實(shí)現(xiàn) ................................................................................................. 37 數(shù)據(jù)存儲與傳輸系統(tǒng) ..................................................................................... 37 信號調(diào)理參數(shù)控制 ......................................................................................... 42 GPMC 通信模塊 ................................................................................................ 43 數(shù)字信號處理模塊 ......................................................................................... 47 工頻同步控制模塊 ......................................................................................... 49 本章小結(jié) ..................................................................................................................... 49 第六章 專家診斷系統(tǒng)與實(shí)驗(yàn) ................................................................................................. 50 專家診斷系統(tǒng) ............................................................................................................. 50 故障判據(jù) ......................................................................................................... 50 故障診斷流程 ................................................................................................. 51 故障類型診斷 ................................................................................................. 52 故障位置診斷 ................................................................................................. 53 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 ..................................................................................................................... 54 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 ............................................................................................. 54 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 ................................................................................................. 54 本章小結(jié) ..................................................................................................................... 54 第七章 總結(jié)與展望 ................................................................................................................. 56 總結(jié) ............................................................................................................................. 56 展望 ............................................................................................................................. 56 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................................... 57 致謝 ................................................................................................................................................ 59 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表的學(xué)術(shù)論文 ......................................................................................... 60 上海交通大學(xué)碩士論文 第一章 緒論 第 1 頁 第一章 緒論 局部放電 概述 局部放電的定義 所謂局部放電（ Partial Discharge），是絕緣介質(zhì)中的一種電氣放電，就是指在電場作用下，絕緣系統(tǒng)中只有部分區(qū)域，如絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)部的氣隙、油膜或?qū)w的邊緣，發(fā)生非貫穿性放電通道的一種放電現(xiàn)象 [1]。 根據(jù)國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)IEC60270 的定義： “ 局部放電是指導(dǎo)體間絕緣僅部分橋接的一種電氣放電。這種放電可以在導(dǎo)體附近發(fā)生也可以不在導(dǎo)體附近發(fā)生。 [2]” 局部放電 的表征參數(shù) 局部放電可以通過多種表征參數(shù)來描繪其狀態(tài)，局部放電表征參數(shù)主要有視在放電電荷 q、放電相位 ? 、放電重復(fù)率、起始放電電壓 iu 、放電熄滅電壓 eu 等。 1) 視在放電電荷 (q) 在絕緣體中發(fā)生局部放電時(shí)，絕緣體上施加電壓的兩端出現(xiàn)的脈動電荷稱為視在放電電荷 ,其單位為皮庫 (pC)，視在放電電荷為局部放電的基本表征參數(shù)之一。 2) 放電相位 ? 在外加電壓作用下，放電發(fā)生的外加電壓相位即為局部放電的相位 ? 。在工頻正弦電壓下，放電相位與放電時(shí)刻的電壓瞬時(shí) 值密切相關(guān)，放電相位也是局部放電的基本表征參數(shù)之一。 3) 放電重復(fù)率 N 在放電測試時(shí)間內(nèi)，每秒鐘出現(xiàn)放電次數(shù)的平均值稱為放電重復(fù)率，其單位為次 /s。當(dāng)外施電壓升高時(shí)，局部放電次數(shù)增加，放電重復(fù)率也隨之增加，放電重復(fù)率屬于局部放電的累計(jì)表征參數(shù)。 4) 起始放電電壓 iu 當(dāng)試品上外加電壓逐漸上升，達(dá)到能觀察到出現(xiàn)局部放電時(shí)的最低電壓，即為起始放電電壓，其單位為 kV。實(shí)際上，起始放電電壓 iu上海交通大學(xué)碩士論文 第一章 緒論 第 2 頁 是局部放電量等于或超過某一規(guī)定低值的最低電壓。 5) 放電熄滅電壓 eu 當(dāng)加于試品上的電壓從已測到局部放電的較高值逐漸降低時(shí)，直至觀察不到局部放電時(shí)，外加電壓的最高值就是放電熄滅電壓。實(shí)際上放電熄滅電壓 eu 是局部放電量值等于或小于某一規(guī)定值時(shí)的最高電壓。對于油紙絕緣，往往是 iu eu ，而對于固體絕緣結(jié)構(gòu)， iu 與 eu 相差不大， 固體絕緣內(nèi)部的放電還可能出現(xiàn)。 局部放電產(chǎn)生的原因 局部放電的產(chǎn)生是由放電部位的電場強(qiáng)度所決定的 ， 尤其是絕緣結(jié)構(gòu)中電場分布不均勻 ， 在局部區(qū)域電場過于集中 [3]。 如油浸式變壓器絕緣結(jié)構(gòu)主要由油 、紙 、 紙板和其它一些固體絕緣材料組成 ， 由于絕緣材料性質(zhì)不同 ， 以及絕緣內(nèi)部存在氣泡及雜質(zhì) ， 加上設(shè)計(jì)或制造上的原因 ， 使油隙、油角、空氣隙、有懸浮電位的金屬體、金屬尖角和固體絕緣表面等處極易產(chǎn)生局部放電。 造成電場 不均勻的因素有很多 ， 主要有以下幾點(diǎn)： 1）電氣設(shè)備的電極系統(tǒng)不對稱，如針對板、圓柱體等，如 果 變壓器的高壓引出線端的電場比較集中，不采取特殊的措施，就容易在這些部位首先發(fā)生局部放電； 2）介質(zhì)不均勻，如各種復(fù)合介質(zhì)：氣體－固體組合、液體－固體組合、不同的固體組合等。在電場的作用下，介質(zhì)的電場強(qiáng)度是反比于介電常數(shù)的，因此介電常數(shù)小的介質(zhì)中的電場強(qiáng)度就高于介電常數(shù)大的； 3）絕緣體中含有氣泡或其它雜質(zhì)。氣體的相對介電常數(shù)接近于 1，各種固體 、 液體介質(zhì)的相對介電常數(shù)都要比它大 1 倍以上，而固體、液體介質(zhì)的擊穿場強(qiáng)一般要比氣體 介質(zhì)大幾倍到幾十倍，因此絕緣體中有氣泡存在是產(chǎn)生局部放電最普遍的原因。絕緣體中的氣泡可能是產(chǎn)品制造過程留下的，也可能是在產(chǎn)品運(yùn)行中由于熱脹冷縮在不同的材料的界面上出現(xiàn)了裂縫，或者因絕緣材料老化而分解出氣體。此外，在高場強(qiáng)中若有電位懸浮的金屬體存在，也會在其邊緣感應(yīng)出很高的場強(qiáng)；在電氣設(shè)備的各連接處，如果接觸不好， 也會在距離很微小的兩個(gè)接點(diǎn)間產(chǎn)生高場強(qiáng) ， 這些都可能造成局部放電。 上海交通大學(xué)碩士論文 第一章 緒論 第 3 頁 局部放電產(chǎn)生的 危害 雖然局部放電的放電能量很小，在短時(shí)間內(nèi)不會 引起絕緣的穿透性擊穿，但可以導(dǎo)致電介質(zhì)（特別是有機(jī)電介質(zhì)）的局部損壞 [5,6]。而 長時(shí)間的局部放電會逐漸腐蝕 、 損壞絕緣 材料，使放電區(qū)域不斷擴(kuò)大，最終導(dǎo)致整個(gè)絕緣體的擊穿。表 11 表示這一破壞過程。 表 11 絕緣破壞過程 Table 11 Insulation failure process 初期老化 局部放電量明顯變化，并增大 氣泡壁附著放電生成物，材料碳化 中期老化 放電生成物侵蝕、擴(kuò)大 形成空洞，并向深層發(fā)展 末期老化 樹枝狀破壞性放電通道形成 絕緣最終破壞 因此，必 須 把局部放電限制在一定的水平之下。 對電力設(shè)備進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，不但能夠了解設(shè)備的絕緣 狀況，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)許多有關(guān)制造和安裝方面的問題，確定絕緣故障的原因及嚴(yán)重程度 [7]。 局部放電的檢測方法 局部放電的檢測 是以局部放電所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象為依據(jù)。通過能表述該現(xiàn)象的物理量來表征局部放電的狀態(tài)。局部放電過程除了伴隨著電荷的轉(zhuǎn)移和電能的損耗之外，還會產(chǎn)生電磁輻射、超聲波、發(fā)光、發(fā)熱以及出現(xiàn)新的生成物等。因此與這些現(xiàn)象相對應(yīng)，局部放電的檢測方法可分為電氣測量法和非電測量法兩大類。其中電氣測量法主要包括脈沖電流法、無線電干擾法、超高頻檢測法等，而非電測量法則主要包括 光測法、 化學(xué)檢測法、超聲檢測法 等【 8】。 簡單介紹如下【 812】 ： 1) 脈沖電流法。 脈沖電流法是目前應(yīng)用最為廣泛的局部放電檢測方法，該方法 最早由英國電氣研究協(xié)會提出，因此亦稱 ERA（ Electrical Research Association） 法。 它 是通過檢測線路中由局部放電產(chǎn)生的脈沖信號來判斷局部放電的水平。這種方法最顯著的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、實(shí)時(shí)性好，可以方便地得到放電上海交通大學(xué)碩士論文 第一章 緒論 第 4 頁 量、放電重復(fù)率、放電能量等局部放電特征參量 。但是該方法易于收到外部的電磁干擾，且該方法無法對局放源進(jìn)行定位【 11】。 2) 超高頻（ UHF）檢測法。該方法于 20 世紀(jì) 80 年代初期由英國中央電 力局（ CEGB）提出 [13]。超高頻檢測法分為超高頻窄帶檢測和超高頻超寬頻帶