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局部放电(Partial Discharge)是电缆附件绝缘故障早期的主要表现形式,它既是引起电缆附件绝缘劣化的主要原因之一,又是表征电缆附件绝缘状况的主要特征量。深入开展对电缆附件绝缘PD的在线检测与故障诊断研究能够及时准确地判断电缆附件内部绝缘状态,对于防止电缆线路事故的发生,以及保障电力系统安全稳定运行都有着重大意义。本文从PD的超高频(Ultra High Frequency)检测角度出发,依据110kV高压交联聚乙烯(XLPE)电缆附件结构及运行特点,结合微波与天线理论、电气测量技术和电磁场分析理论,开展了对电缆附件PD超高频检测技术的研究与分析。主要研究工作内容如下:推导计算多层复合介质的同轴线模式特征方程,结合同轴电力电缆多层复合介质波导结构特点,理论分析电缆PD辐射电磁波信号在其内传播存在的波型场结构及其特点,阐述了半导电层对其传播的影响;利用时域有限差分法(Finite Difference Time Domain)构建电缆及附件数值仿真模型,研究超高频电磁波在附件及本体中分布规律、衰减特性及影响其内部PD超高频电磁波信号检测的各种因素。此外,通过引入电缆的半导电层权重比的传输线模型,分析计算了PD脉冲在电缆中不同距离下的衰减谱特性,为高频PD传感器的选频提供理论依据。研制了适用于电缆附件PD监测的宽频带内置圆环型电容传感器和小型化的螺旋加载短路探针天线内置传感器,对所研制的内置传感器特性进行分析。检测表明:内置电容传感器特性优异,能耦合ns级暂态脉冲信号,其有效检测频带达500MHz,在实验室检测灵敏度为4~6pC,而天线传感器驻波比小于3的带宽约为353MHz~380MHz,为电缆附件PD超高频检测奠定了基础。根据110kV电缆附件典型缺陷类型的特征以及绝缘放电的形式和特点,设计了4种典型模拟PD缺陷物理模型,利用电流传感器、电容传感器,天线传感器,通过高速PD数字采集系统得到了这4种绝缘缺陷产生的PD大量样本,获取4种典型放电缺陷的单次放电信号并构建出了PD的? ? q ? n谱图,研究了这4种缺陷下的不同放电特征,并对上述三种检测方法进行了对比分析。