●前言
第1章緒論1
1.1氣體絕緣組合電器結構及應用1
1.1.1氣體絕緣組合電器總體結構1
1.1.2氣體絕緣組合電器應用與發展4
1.2局部放電危害、產生及放電過程6
1.2.1局部放電對組合電器絕緣的危害6
1.2.2局部放電產生與發展過程7
1.3局部放電檢測方法與評價9
1.3.1非電檢測法9
1.3.2電檢測法11
1.4特高頻局部放電檢測特點12
參考文獻15
第2章組合電器內特高頻電磁波傳播特性16
2.1特高頻電磁波傳播基本原理16
2.2組合電器內特高頻電磁波的傳播特性17
2.2.1橫電磁波的傳播特性17
2.2.2橫電波和橫磁波的傳播特性18
2.2.3傳播截止現像分析與截止波長確定19
2.3特高頻局部放電電磁波洩漏20
2.4陡脈衝電流激發特高頻局部放電信號22
2.4.1並矢格林函數法用於局部放電瞬變電場的計算22
2.4.2特高頻局部放電瞬變電場的簡便計算24
2.5電磁場仿真組合電器內特高頻局部放電信號26
2.5.1局部放電脈衝電流源模擬26
2.5.2電磁場仿真局部放電信號源26
參考文獻33
第3章組合電器特高頻局部放電信號特征分析35
3.1組合電器缺陷物理模型和采集繫統35
3.1.1組合電器試驗裝置35
3.1.2組合電器內部絕緣缺陷物理模型40
3.1.3特高頻傳感器42
3.2特高頻局部放電試驗步驟42
3.3典型絕緣缺陷局部放電試驗及特征分析44
3.3.1金屬突出物缺陷44
3.3.2自由金屬微粒缺陷46
3.3.3絕緣子表面金屬污染物缺陷47
3.3.4氣隙缺陷49
3.3.5四種缺陷放電特征的區別50
參考文獻50
第4章特高頻傳感器52
4.1特高頻傳感器的基本參數52
4.1.1方向特性52
4.1.2天線效率54
4.1.3增益54
4.1.4駐波比54
4.1.5輸入阻抗55
4.1.6極化方式55
4.1.7頻率帶寬56
4.2特高頻傳感器的分類57
4.2.1內置傳感器檢測局部放電原理57
4.2.2外置傳感器檢測局部放電原理58
4.3內置傳感器59
4.3.1內置傳感器天線模型分析59
4.3.2內置傳感器設計與安裝60
4.3.3圓板傳感器62
4.3.4圓環傳感器63
4.3.5內置傳感器檢測組合電器局部放電實測64
4.4外置傳感器67
4.4.1振子傳感器67
4.4.2屏蔽諧振環傳感器78
4.4.3微帶傳感器86
4.4.4螺旋傳感器92
4.4.5TEM喇叭傳感器102
4.4.6分形傳感器109
4.4.7微帶單極子傳感器115
參考文獻121
第5章特高頻局部放電信號數學模型125
5.1傳統局部放電信號數學模型126
5.2特高頻局部放電信號數學模型126
5.2.1數學建模方法126
5.2.2數學模型構建129
5.2.3數學模型檢驗與分析132
5.3時頻域等效源信號測試法139
5.3.1特高頻局部放電等效源信號測試140
5.3.2典型絕緣缺陷局部放電試驗結果分析143
5.4源電流信號數學模型150
5.4.1源電流信號數學模型構建150
5.4.2源電流信號數學模型檢驗與分析155
參考文獻160
第6章電磁干擾與去噪效果評價162
6.1局部放電監測中常見電磁干擾162
6.1.1白噪聲干擾162
6.1.2周期性窄帶干擾163
6.1.3隨機脈衝型干擾165
6.2常用噪聲抑制方法165
6.2.1白噪聲干擾抑制165
6.2.2窄帶干擾抑制167
6.2.3脈衝型干擾抑制169
6.3去噪效果評價參數170
6.3.1SNR、NCC及NRR定義170
6.3.2VTP的定義171
6.3.3VTP參數驗證與評價方法172
參考文獻176
第7章小波變換抑制強電磁干擾179
7.1小波變換技術179
7.1.1小波構造179
7.1.2小波包構造183
7.2閾值算法186
7.2.1閾值分類及閾值選擇規則187
7.2.2噪聲信號的小波分解特性及降噪步驟188
7.2.3小波包降噪浮動閾值法190
7.3小波（包）變換抑制干擾原理191
7.3.1抑制白噪聲干擾原理191
7.3.2抑制窄帶干擾原理192
7.4小波（包）變換抑制白噪干擾技術194
7.4.1小波變換抑制白噪干擾194
7.4.2小波包變換抑制白噪干擾197
7.5小波（包）變換抑制周期窄帶干擾技術199
7.5.1基於小波功率譜特性的窄帶干擾抑制199
7.5.2小波包變換抑制周期窄帶干擾206
7.6實測局部放電信號干擾抑制208
7.6.1實測局部放電白噪干擾抑制208
7.6.2實測局部放電窄帶干擾抑制209
參考文獻211
第8章復小波變換抑制白噪聲干擾212
8.1復小波變換理論基礎212
8.1.1復小波變換特點212
8.1.2正交復小波構造213
8.2復母小波選擇219
8.2.1局部放電信號源數學模型219
8.2.2復母小波選擇220
8.2.3復小波變換抑制白噪聲222
8.3復小波變換的復合信息224
8.3.1復合信息構造方法224
8.3.2復合信息抑制白噪聲225
8.4用於復小波變換的復閾值算法231
8.4.1構造復閾值的方法232
8.4.2抑制白噪聲的仿真研究233
8.5實測局部放電信號的白噪聲抑制238
8.5.1局部放電信號的實小波去噪240
8.5.2局部放電信號的復小波去噪242
參考文獻244
第9章諧波復小波抑制周期性窄帶干擾246
9.1諧波小波變換247
9.1.1諧波小波概念247
9.1.2諧波小波變換249
9.2諧波小波包變換252
9.2.1廣義諧波小波252
9.2.2諧波小波包變換254
9.3諧波小波包與實小波包去噪對比255
9.4仿真局部放電信號去噪效果及評價258
9.4.1很優諧波小波包變換算法258
9.4.2子帶熵比值閾值259
9.4.3去噪效果及評價259
9.5實測特高頻局部放電信號去噪262
參考文獻265
第10章特高頻局部放電模式識別266
10.1局部放電模式266
10.1.1脈衝序列相位分布分析模式267
10.1.2局部放電相位分布模式267
10.1.3Δu模式268
10.1.4局部放電時間分布模式268
10.2局部放電特征參數提取270
10.2.1統計特征參數270
10.2.2威布爾參數272
10.2.3圖像矩特征參數273
10.2.4分形特征參數274
10.2.5波形特征參數277
10.2.6小波特征參數277
10.3局部放電模式識別分類器279
10.3.1基於距離的模式分類器279
10.3.2線性及非線性分類器281
10.3.3人工神經網絡分類器291
10.3.4支持向量分類器303
參考文獻315
第11章基於DS證據理論的故障診斷319
11.1DS證據理論的基本原理320
11.1.1基本概念320
11.1.2結合多源信息的Dempster準則322
11.1.3基本概率賦值的獲取323
11.1.4DS證據理論的優缺點325
11.1.5DS證據理論的應用325
11.2用DS證據理論辨識局部放電模式326
11.2.1TRPD和PRPD信號的模式識別326
11.2.2基於特高頻與IEC60270檢測信息相關性的模式識別329
11.3基於DS證據理論的多信息融合故障診斷332
11.4局部放電診斷實例分析334
11.4.1缺陷測試334
11.4.2樣本測試337
參考文獻337
第12章特高頻局部放電源定位340
12.1特高頻局部放電源定位測量繫統340
12.1.1檢測裝置結構圖340
12.1.2局部放電源定位原理341
12.2組合電器特高頻局部放電源定位常用方法342
12.2.1信號幅值比較法342
12.2.2信號先後比較法343
12.2.3時間差計算法343
12.2.4特高頻時間差法定位存在的問題344
12.3提取時間差的各種常用算法345
12.3.1互相關函數法345
12.3.2累積能量曲線法346
12.3.3功率曲線法347
12.3.4廣義相位譜法348
12.3.5參量模型法349
12.4基於多樣本能量相關搜索提取時間差改進算法350
12.4.1多樣本“相關G移位G疊加”350
12.4.2能量相關搜索時間差351
12.4.3試驗數據分析353
12.5用逐次逼近理論定位局部放電源355
12.5.1局部放電源定位的數學模型356
12.5.2逐次逼近定位原理357
12.5.3基於多樣本的逐次逼近定位算法步驟359
12.5.4實測局部放電信號定位試驗分析361
參考文獻365
第13章特高頻局部放電定量檢測368
13.1低頻脈衝電流定量法368
13.1.1脈衝電流定量法原理368
13.1.2低頻脈衝電流法的基本測量回路369
13.1.3檢測阻抗370
13.1.4放電量校準370
13.2特高頻局部放電定量檢測371
13.2.1特高頻局部放電量標定方法371
13.2.2特高頻局部放電信號參量與放電量的關繫375
13.2.3不同氣壓下特高頻局部放電信號與放電量的關繫389
13.3特高頻局部放電量現場標定技術394
參考文獻396
第14章組合電器設備特高頻局部放電監測繫統397
14.1信號濾波器397
14.1.1濾波器分類397
14.1.2理想濾波器與實際濾波器401
14.1.3幾種典型濾波器403
14.1.4常用有源濾波器設計舉例405
14.1.5集成有源濾波器410
14.1.6特高頻放大濾波器411
14.2多路開關技術416
14.2.1PIN二極管結構原理416
14.2.2諧振式開關的組成原理和工作特性417
14.2.3微波多路開關電路結構418
14.3特高頻局部放電信號采集419
14.3.1高速數據采集繫統419
14.3.2包絡檢波技術425
14.3.3電平掃描式監測426
參考文獻430
第15章現場應用實例分析431
15.1某220kV變電站隔離開關氣室螺栓脫落導致局部放電431
15.1.1概況431
15.1.2事件發生經過431
15.1.3現場檢查結果與分析432
15.1.4診斷結論與建議433
15.2某500kV變電站隔離/接地開關氣室A相局部放電異常433
15.2.2事件發生經過434
15.2.3現場檢查結果與分析434
15.2.4診斷結論與建議436
15.3某500kV開關站HGIS局部放電異常分析436
15.3.1概況436
15.3.2事件發生經過437
15.3.3現場檢査結果及分析437
15.3.4診斷結論與建議439
15.4某220kV變電站GIS設備局部放電異常分析439
15.4.1概況439
15.4.2事件發生經過439
15.4.3現場檢查結果與分析440
15.4.4診斷結論與建議442
參考文獻442
索引443

本書就最能反映設備內絕緣故障特征與程度的特高頻局部放電信號傳播、傳感、噪聲去除、特征提取、故障識別、定位和放電量標定等關鍵科學技術難題進行深入分析與探討。第1章綜述GIS設備PD監測方法和意義，第2章分析GIS設備內部UHF電磁波傳播特性，第3章分析GIS設備內絕緣缺陷的UHFPD信號波形特征，第4章介紹用於檢測GIS設備UHFPD的各種內外置傳感器，第5章建立UHFPD信號數學模型，第6章分析GIS設備監測現場的噪聲特點及去噪效果評價體繫，第7章采用小波去除噪聲，第8章利用復小波變換抑制白噪聲干擾，第9章利用諧波復小波抑制周期性窄帶干擾，第10章介紹PD模式識別方法，第11章介紹PD信息融合技術，第12章介紹GIS設備PD定位技術，第13章探討PD放電量標定原理及方法，第14章介紹GIS設備UHFPD監測裝置，第15章結合現場應用進行實例分析。本書是作者對GIS設備內部PD信號傳感、提取等