第1章 绪论 1
1.1 气体绝缘组合电器结构及应用 1
1.1.1 气体绝缘组合电器总体结构 1
1.1.2 气体绝缘组合电器应用与发展 4
1.2 局部放电危害、产生及放电过程 6
1.2.1 局部放电对组合电器绝缘的危害 6
1.2.2 局部放电产生与发展过程 7
1.3 局部放电检测方法与评价 9
1.3.1 非电检测法 9
1.3.2 电检测法 11
1.4 特高频局部放电检测特点 12
参考文献 15
第2章 组合电器内特高频电磁波传播特性 16
2.1 特高频电磁波传播基本原理 16
2.2 组合电器内特高频电磁波的传播特性 17
2.2.1 横电磁波的传播特性 17
2.2.2 横电波和横磁波的传播特性 18
2.2.3 传播截止现象分析与截止波长确定 19
2.3 特高频局部放电电磁波泄漏 20
2.4 陡脉冲电流激发特高频局部放电信号 22
2.4.1 并矢格林函数法用于局部放电瞬变电场的计算 22
2.4.2 特高频局部放电瞬变电场的简便计算 24
2.5 电磁场仿真组合电器内特高频局部放电信号 26
2.5.1 局部放电脉冲电流源模拟 26
2.5.2 电磁场仿真局部放电信号源 26
参考文献 33
第3章 组合电器特高频局部放电信号特征分析 35
3.1 组合电器缺陷物理模型和采集系统 35
3.1.1 组合电器试验装置 35
3.1.2 组合电器内部绝缘缺陷物理模型 40
3.1.3 特高频传感器 42
3.2 特高频局部放电试验步骤 42
3.3 典型绝缘缺陷局部放电试验及特征分析 44
3.3.1 金属突出物缺陷 44
3.3.2 自由金属微粒缺陷 46
3.3.3 绝缘子表面金属污染物缺陷 47
3.3.4 气隙缺陷 49
3.3.5 四种缺陷放电特征的区别 50
参考文献 50
第4章 特高频传感器 52
4.1 特高频传感器的基本参数 52
4.1.1 方向特性 52
4.1.2 天线效率 54
4.1.3 增益 54
4.1.4 驻波比 54
4.1.5 输入阻抗 55
4.1.6 极化方式 55
4.1.7 频率带宽 56
4.2 特高频传感器的分类 57
4.2.1 内置传感器检测局部放电原理 57
4.2.2 外置传感器检测局部放电原理 58
4.3 内置传感器 59
4.3.1 内置传感器天线模型分析 59
4.3.2 内置传感器设计与安装 60
4.3.3 圆板传感器 62
4.3.4 圆环传感器 63
4.3.5 内置传感器检测组合电器局部放电实测 64
4.4 外置传感器 67
4.4.1 振子传感器 67
4.4.2 屏蔽谐振环传感器 78
4.4.3 微带传感器 86
4.4.4 螺旋传感器 92
4.4.5 TEM喇叭传感器 102
4.4.6 分形传感器 109
4.4.7 微带单极子传感器 115
参考文献 121
第5章 特高频局部放电信号数学模型 125
5.1 传统局部放电信号数学模型 126
5.2 特高频局部放电信号数学模型 126
5.2.1 数学建模方法 126
5.2.2 数学模型构建 129
5.2.3 数学模型检验与分析 132
5.3 时频域等效源信号测试法 139
5.3.1 特高频局部放电等效源信号测试 140
5.3.2 典型绝缘缺陷局部放电试验结果分析 143
5.4 源电流信号数学模型 150
5.4.1 源电流信号数学模型构建 150
5.4.2 源电流信号数学模型检验与分析 155
参考文献 160
第6章 电磁干扰与去噪效果评价 162
6.1 局部放电监测中常见电磁干扰 162
6.1.1 白噪声干扰 162
6.1.2 周期性窄带干扰 163
6.1.3 随机脉冲型干扰 165
6.2 常用噪声抑制方法 165
6.2.1 白噪声干扰抑制 165
6.2.2 窄带干扰抑制 167
6.2.3 脉冲型干扰抑制 169
6.3 去噪效果评价参数 170
6.3.1 SNR、NCC及NRR定义 170
6.3.2 VTP的定义 171
6.3.3 VTP参数验证与评价方法 172
参考文献 176
第7章 小波变换抑制强电磁干扰 179
7.1 小波变换技术 179
7.1.1 小波构造 179
7.1.2 小波包构造 183
7.2 阈值算法 186
7.2.1 阈值分类及阈值选择规则 187
7.2.2 噪声信号的小波分解特性及降噪步骤 188
7.2.3 小波包降噪浮动阈值法 190
7.3 小波（包）变换抑制干扰原理 191
7.3.1 抑制白噪声干扰原理 191
7.3.2 抑制窄带干扰原理 192
7.4 小波（包）变换抑制白噪干扰技术 194
7.4.1 小波变换抑制白噪干扰 194
7.4.2 小波包变换抑制白噪干扰 197
7.5 小波（包）变换抑制周期窄带干扰技术 199
7.5.1 基于小波功率谱特性的窄带干扰抑制 199
7.5.2 小波包变换抑制周期窄带干扰 206
7.6 实测局部放电信号干扰抑制 208
7.6.1 实测局部放电白噪干扰抑制 208
7.6.2 实测局部放电窄带干扰抑制 209
参考文献 211
第8章 复小波变换抑制白噪声干扰 212
8.1 复小波变换理论基础 212
8.1.1 复小波变换特点 212
8.1.2 正交复小波构造 213
8.2 复母小波选择 219
8.2.1 局部放电信号源数学模型 219
8.2.2 复母小波选择 220
8.2.3 复小波变换抑制白噪声 222
8.3 复小波变换的复合信息 224
8.3.1 复合信息构造方法 224
8.3.2 复合信息抑制白噪声 225
8.4 用于复小波变换的复阈值算法 231
8.4.1 构造复阈值的方法 232
8.4.2 抑制白噪声的仿真研究 233
8.5 实测局部放电信号的白噪声抑制 238
8.5.1 局部放电信号的实小波去噪 240
8.5.2 局部放电信号的复小波去噪 242
参考文献 244
第9章 谐波复小波抑制周期性窄带干扰 246
9.1 谐波小波变换 247
9.1.1 谐波小波概念 247
9.1.2 谐波小波变换 249
9.2 谐波小波包变换 252
9.2.1 广义谐波小波 252
9.2.2 谐波小波包变换 254
9.3 谐波小波包与实小波包去噪对比 255
9.4 仿真局部放电信号去噪效果及评价 258
9.4.1 最优谐波小波包变换算法 258
9.4.2 子带熵比值阈值 259
9.4.3 去噪效果及评价 259
9.5 实测特高频局部放电信号去噪 262
参考文献 265
第10章 特高频局部放电模式识别 266
10.1 局部放电模式 266
10.1.1 脉冲序列相位分布分析模式 267
10.1.2 局部放电相位分布模式 267
10.1.3 Δu模式 268
10.1.4 局部放电时间分布模式 268
10.2 局部放电特征参数提取 270
10.2.1 统计特征参数 270
10.2.2 威布尔参数 272
10.2.3 图像矩特征参数 273
10.2.4 分形特征参数 274
10.2.5 波形特征参数 277
10.2.6 小波特征参数 277
10.3 局部放电模式识别分类器 279
10.3.1 基于距离的模式分类器 279
10.3.2 线性及非线性分类器 281
10.3.3 人工神经网络分类器 291
10.3.4 支持向量分类器 303
参考文献 315
第11章 基于DS证据理论的故障诊断 319
11.1 DS证据理论的基本原理 320
11.1.1 基本概念 320
11.1.2 结合多源信息的Dempster准则 322
11.1.3 基本概率赋值的获取 323
11.1.4 DS证据理论的优缺点 325
11.1.5 DS证据理论的应用 325
11.2 用DS证据理论辨识局部放电模式 326
11.2.1 TRPD和PRPD信号的模式识别 326
11.2.2 基于特高频与IEC60270检测信息相关性的模式识别 329
11.3 基于DS证据理论的多信息融合故障诊断 332
11.4 局部放电诊断实例分析 334
11.4.1 缺陷测试 334
11.4.2 样本测试 337
参考文献 337
第12章 特高频局部放电源定位 340
12.1 特高频局部放电源定位测量系统 340
12.1.1 检测装置结构图 340
12.1.2 局部放电源定位原理 341
12.2 组合电器特高频局部放电源定位常用方法 342
12.2.1 信号幅值比较法 342
12.2.2 信号先后比较法 343
12.2.3 时间差计算法 343
12.2.4 特高频时间差法定位存在的问题 344
12.3 提取时间差的各种常用算法 345
12.3.1 互相关函数法 345
12.3.2 累积能量曲线法 346
12.3.3 功率曲线法 347
12.3.4 广义相位谱法 348
12.3.5 参量模型法 349
12.4 基于多样本能量相关搜索提取时间差改进算法 350
12.4.1 多样本“相关-移位-叠加” 350
12.4.2 能量相关搜索时间差 351
12.4.3 试验数据分析 353
12.5 用逐次逼近理论定位局部放电源 355
12.5.1 局部放电源定位的数学模型 356
12.5.2 逐次逼近定位原理 357
12.5.3 基于多样本的逐次逼近定位算法步骤 359
12.5.4 实测局部放电信号定位试验分析 361
参考文献 365
第13章 特高频局部放电定量检测 368
13.1 低频脉冲电流定量法 368
13.1.1 脉冲电流定量法原理 368
13.1.2 低频脉冲电流法的基本测量回路 369
13.1.3 检测阻抗 370
13.1.4 放电量校准 370
13.2 特高频局部放电定量检测 371
13.2.1 特高频局部放电量标定方法 371
13.2.2 特高频局部放电信号参量与放电量的关系 375
13.2.3 不同气压下特高频局部放电信号与放电量的关系 389
13.3 特高频局部放电量现场标定技术 394
参考文献 396
第14章 组合电器设备特高频局部放电监测系统 397
14.1 信号滤波器 397
14.1.1 滤波器分类 397
14.1.2 理想滤波器与实际滤波器 401
14.1.3 几种典型滤波器 403
14.1.4 常用有源滤波器设计举例 405
14.1.5 集成有源滤波器 410
14.1.6 特高频放大滤波器 411
14.2 多路开关技术 416
14.2.1 PIN二极管结构原理 416
14.2.2 谐振式开关的组成原理和工作特性 417
14.2.3 微波多路开关电路结构 418
14.3 特高频局部放电信号采集 419
14.3.1 高速数据采集系统 419
14.3.2 包络检波技术 425
14.3.3 电平扫描式监测 426
参考文献 430
第15章 现场应用实例分析 431
15.1 某220kV变电站隔离开关气室螺栓脱落导致局部放电 431
15.1.1 概况 431
15.1.2 事件发生经过 431
15.1.3 现场检查结果与分析 432
15.1.4 诊断结论与建议 433
15.2 某500kV变电站隔离/接地开关气室A相局部放电异常 433
15.2.1 概况 433
15.2.2 事件发生经过 434
15.2.3 现场检查结果与分析 434
15.2.4 诊断结论与建议 436
15.3 某500kV开关站HGIS局部放电异常分析 436
15.3.1 概况 436
15.3.2 事件发生经过 437
15.3.3 现场检查结果及分析 437
15.3.4 诊断结论与建议 439
15.4 某220kV变电站GIS设备局部放电异常分析 439
15.4.1 概况 439
15.4.2 事件发生经过 439
15.4.3 现场检查结果与分析 440
15.4.4 诊断结论与建议 442
参考文献 442
索引 443