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局部放电(Partial Discharge,简称PD)是绝缘缺陷发展的先兆,是破坏绝缘结构的重要原因,电力设备的绝缘安全性对电力系统的稳定健康运行有重要意义,对PD进行有效地检测并采取相应的故障诊断,是保障系统安全稳定运行的重要手段。目前应用广泛的PD检测方法为超高频(Ultra High Frequency,简称UHF),但是超高频法存在很多问题,没有完善的测量标准,实现UHF信号的定量校准非常困难,导致超高频法的应用还不能完全现场化。本文在已有局部放电超高频信号与放电量关系的研究基础上,对超高频校准方法以及适用于超高频检测系统校准的UHF信号模拟源进行研究,具体工作如下: 根据UHF PD信号的特性与电磁辐射理论,在深入研究有源辐射与赫兹偶极子辐射的基础上,推导出UHF电磁信号能量与辐射电流源的数学表达式,并结合PD脉冲电流法的基本原理与天线辐射理论,进一步推导无论是远区场测量还是近区场测量,放电量的大小与测量端UHF信号能量均存在确定的对应关系;以此搭建实验平台,研究四类典型绝缘缺陷模型的局放超高频信号,其能量与视在放电量的函数关系。通过理论及实验研究证明了UHF信号能量与放电量存在的二次函数关系结构,为超高频信号校准与检测设备的校准提供了理论与实验的支持。 由于现有的超高频局部放电信号模拟源的参数难以调整的问题,本文提出了一种用多路信号合成基于幅频特性和相频特性产生局部放电超高频信号的方法,并开发了一种信号装置。阐述了信号装置的工作原理和系统结构,并对装置的性能进行了分析。对试验结果的分析表明,其中含有的超高频局部放电信号的时频和相位特征信号。电磁信号的输出范围从0.3GHz到1.429GHz频率而相位分布特征类似于工频信号。信号的频率、输出功率、ψ-q谱图、ψ-n谱图可以调节,真实输出达到25dBm。该模拟器通过获得真实的局部放电信号并建立放电型数据库,可以方便地对局部放电数据进行修改和添加。在这种方式中,信号源可以模拟多种类型的局部放电超高频信号的有效。对测量传感器的灵敏度进行了校正研究,表明信号模拟源适用于超高频检测系统的标定。