核心提示：　　西安交通大學電氣工程學院（西安710049）王國利郝艷捧賈志東李彥明西安變壓器廠（西安710077）張建剛的寬帶測量系統提取其放電脈沖波形。分析表明：變壓器油中的放電不穩定，放電脈沖存在振蕩分量；

　　西安交通大學電氣工程學院（西安710049）王國利郝艷捧賈志東李彥明西安變壓器廠（西安710077）張建剛的寬帶測量系統提取其放電脈沖波形。分析表明：變壓器油中的放電不穩定，放電脈沖存在振蕩分量；不同放電波形的特性參數有差別，這些特征可用作放電類型識別的依據。Abstract 0前言電力變壓器絕緣系統的局部放電持續時間很短，脈沖寬度為ns級，其對應的頻域可>1GHz，而局部放電檢測普遍采用的電流脈沖法響應頻率通常<1MHz，即不能全面反映變壓器局部放電的本質特征近年來，基于單個放電脈沖提取的超寬頻帶（UWB）測量技術取得了一定的進展該技術拓展了局部放電的檢測頻帶，提高了檢測系統識別局放信號和干擾信號的能力。

　　本文用研制的寬帶測量系統，分析了幾種典型變壓器局放模型放電脈沖的本質特征以區分不同類型的放電并建立相應的變壓器局部放電識別系統1電力變壓器典型局放模型的構造運行中的電力變壓器局部放電通常有如下類型：1）繞組中部油隔板絕緣中油隙放電；2）繞組端部油隙放電；3）接觸絕緣導線和電工紙（引線絕緣、搭接絕緣）的油隙放電；4）引線搭接線等油紙絕緣中的局部放電；5）線圈間（縱絕緣）的油隙放電；6）匝間絕緣局部擊穿；7）電工紙沿面滑閃放電。其放電部位大多在某些油隙、油棋空氣隙、有懸浮電位的金屬導體導體尖角和固體表面上本文設計了幾種放電模型，所用絕緣紙板放入105C烘箱中烘6d，隨后真空浸油5d以上；紙板周圍各邊角打磨光滑，無尖角或毛刺。

　　模擬空氣中電暈放電的針一板模型見（a）針、板均為標準銅電極，間距為25mm1. 2內部放電絕緣紙板內部氣隙放電模型見（b）模型介質為兩層厚2.5mm的浸油絕緣紙板中夾一層帶有一直徑20. 0mm通孔的1. 0mm厚絕緣紙板，為避免變壓器油進入氣隙中影響測量結果，絕緣紙板之間用一層非常薄的環氧樹脂膠粘合。

　　1.3表面放電紙板沿面放電模型見（c）高、低壓電極均為厚0.2mm的銅片，銅片周圍被打磨光滑且有導龜兩電極用環氧樹脂膠固定在厚2.5mm的絕緣紙板上，高低壓電極之間的距離為15. 4油楔放電本上沒有振蕩，其上升沿~ 10ns，脈沖總持續時間100~ 120ns，下降沿呈階梯狀本文波形特性與帶范圍內，提取信號的R基本呈純阻十性通過50射頻同軸電纜輸入到TDS680B數字示波器，示波器的輸入阻抗選用50檔，直流耦合方式，與信號的引出電纜相匹配3放電脈沖的測量結果及分析1系統的性能驗證測量系統性能檢驗采用空氣中標準電暈模型。

　　5kV電壓下多為負極性電暈放電，偶爾也出現極少數波形與之相同的正極性放電；6.5kV電壓以上多為正極性電暈放電，為8.0kV時測得的較穩定的放電波形在相同的外加電壓下，正、負極性放電波形的重復性較好，且幅值基本相同。由（a）電暈放電的正脈沖（b）電暈放電的負脈沖0kV下空氣中電暈放電的脈沖波形（b）可見，負極性的放電為振蕩波形，最大峰值在第一波上，該波的下降沿約為4ns，脈沖總持續時間~120ns正極性電暈放電有2種波形，一種和負極性基本相同（此時的負極性放電波形和較低電壓下的波形相同，僅幅值大）；另一種如（a），波形基3.2典型放電的特性分析比較幾種放電模型及其波形參數可知：局部放電隨機性很大，將不同的電壓等級和放電幅值聯系比較武斷，因此測量著重放電波形的特征，對幅值特性沒有過多的關注。

　　5kV電壓下絕緣內部放電較少且幅值很小隨電壓的升高放電強，脈沖幅值也相應大，但其波形形狀幾乎不變，且放電很不穩定電壓達到20.0kV時放電較多，由可見正負極性的放電均為基本相同的振蕩波形最大峰值在第一波上波形中的毛刺是干擾成分，可通過小波消噪以剔除油中絕緣紙板沿面放電的強度很大，局部放電發生時在紙板與電極尖端接觸的部位會留下樹枝狀的炭化痕跡在3. 5kV電壓下測到放電，波形相對穩定，隨電壓的升高放電強，但波形幾乎不變。6. 0kV時放電較多，波形見，正負極性放電均為基本相同的振蕩波形；第12個波峰的峰值幾乎相同；其放電波形很不光滑，每個波形均疊加了較大地、等幅值的振蕩分量，這與其它放電有著明顯地區另1J.（a）表面放電的正脈沖（b）表面放電的負脈沖60kV下絕緣表面放電的脈沖波形具有很大的隨機性，放電相當不穩定，脈沖波形較難捕捉15.0kV下測得油楔放電波形見，可見正負極性放電均為基本相同的振蕩波形，最大峰值出現在第一個波峰上油楔放電波形與內部放電有類似之處，但其波形參數明顯不同于內部放電。放電發生后會迅速地消失這可能是油中的氣泡在較高的電壓下破裂使放電終止而造成的油楔放電波形中的干擾毛刺亦可通過小波消噪除去。

　?。╝）油隙放電的正脈沖（b）油隙放電的負脈沖15.0kV下油隙放電的脈沖波形油中懸浮放電的強度很大，放電發生后在紙板與懸浮電極尖端接觸的部位會留下炭化痕跡在5kV電壓下出現正脈沖放電，6.0kV下出現負脈沖放電，放電很不穩定。放電隨電壓的升高而明顯強，但波形參數基本不變化8.0kV時的放電波形見，正負極性放電亦均為基本相同的振蕩波形，最大峰值出現在第一個波峰上，波形參數與棋它放電區別明顯（a）懸浮放電的正脈沖（b）懸浮放電的負脈沖8.0kV下懸浮放電的脈沖波形為全面對照各種放電的波形特征，作者編制了專門的計算程序，對波形進行消噪處理后提取各波形的特征參數，結果見表1（考慮到正負脈沖的相似性，故只處理各放電的正脈沖）對應每種放電做了多個模型，每種模型做了多組實驗表1各種放電波形的特征參數ns放電類型內部放電表面放電油楔放電懸浮放電其中，脈沖上升沿時間tr為從最大幅值的10%處開始到最大幅值9（%處結束的時間；脈沖下降沿時間td為從最大幅值的90%處開始到最大幅值10%處結束的時間5幅值脈沖持續時間t5*.為從上升沿上升到50%最大幅值處開始到下降沿下結束的脈沖波10%最大幅值脈沖持續時間tw的定義與此相同，只是將50%最大幅值換成10%最大幅值。包括振蕩波在內的總持續時間ttota為從脈沖上升沿開始到基本沒有振蕩為止的時間。

　　由表可見，不同局放模型其放電脈沖波形的特征參數有較大的差異，綜合上述參數，經大量的實驗驗證，提取每種放電所對應的波形特征參數作為識別樣本即可進行簡單的放電類型識另IJ. 4結論變壓器油中發生的放電不穩定，其放電脈沖均存在振蕩分量不同放電脈沖的波形上升（下降）沿時間、波形持續時間、振蕩分量諸特性的差別為利用放電脈沖識別放電類型提供了可含能放電脈沖測量中的干擾分量對一些波形有影響，應先對波形進行特殊處理，然后再分析波形特性測量系統為將來指紋診斷和模式識別技術的應用提供了有價值的數據，可滿足實測要求