●前言
第1章緒論1
1.1氣體絕緣組合電器結構1
1.1.1氣體絕緣組合電器的總體結構1
1.1.2氣體絕緣組合電器的應用與發展5
1.2電力變壓器結構6
1.2.1電力變壓器的總體結構6
1.2.2電力變壓器的分部構成7
1.3局部放電的危害、產生及發展過程9
1.3.1局部放電對電氣設備絕緣的危害9
1.3.2局部放電的產生與發展過程9
1.4局部放電檢測方法與評價11
1.4.1非電檢測法12
1.4.2局放分解組分檢測法12
1.4.3電檢測法13
1.4.4各種主要檢測方法的比較15
1.5傳感器在局部放電檢測中的應用15
參考文獻17
第2章傳感器評價指標18
2.1基本參數指標18
2.1.1量程指標19
2.1.2靈敏度指標19
2.1.3精度指標21
2.2環境參數指標27
2.2.1溫度指標28
2.2.2抗衝振指標28
2.2.3大氣環境參數28
2.3可靠性指標29
2.4其他指標29
2.4.1電源29
2.4.2結構29
2.4.3安裝連接30
參考文獻30
第3章脈衝電流傳感器31
3.1脈衝電流法原理31
3.2脈衝電流法傳感器的分類32
3.2.1檢測阻抗傳感器32
3.2.2羅氏線圈傳感器37
3.2.3光學電流傳感器43
3.3脈衝電流法傳感器評價標準50
3.3.1傳感器檢測靈敏度50
3.3.2脈衝分辨率51
3.3.3放電量校正52
3.3.4檢測阻抗傳感器評價標準53
3.3.5羅氏線圈評價標準54
3.3.6光學電流傳感器評價標準55
參考文獻56
第4章特高頻傳感器58
4.1特高頻傳感器的基本概念及表征參數59
4.1.1特高頻傳感器接收原理59
4.1.2方向圖60
4.1.3方向性繫數61
4.1.4天線效率62
4.1.5增益62
4.1.6駐波比62
4.1.7輸入阻抗63
4.1.8極化方式64
4.1.9帶寬65
4.2應用於氣體絕緣組合電器中的特高頻傳感器66
4.2.1內置型圓盤傳感器66
4.2.2微帶天線傳感器69
4.2.3橫向電磁波喇叭天線傳感器75
4.2.4分形天線傳感器82
4.2.5平面等角螺旋天線傳感器88
4.3應用於變壓器的特高頻傳感器94
4.3.1套筒單極子天線傳感器95
4.3.2終端加載的領結形天線傳感器101
4.3.3對跖Vlivaldi天線傳感器104
4.4應用於電纜的特高頻傳感器115
4.5特高頻傳感器評價標準119
4.5.1基本參數指標119
4.5.2環境參數指標120
4.5.3可靠性指標120
4.5.4其他指標120
參考文獻120
第5章超聲波傳感器124
5.1局部放電產生超聲波的機理124
5.1.1電-力-聲類比125
5.1.2局部放電產生超聲波機理126
5.1.3局部放電產生聲潑的特性128
5.2傳感器接收的超聲波特征量132
5.2.1放電量與超聲波特征量的定量關繫132
5.2.2局部放電模式與超聲波的定性關繫136
5.2.3超聲波法測量局部放電的現像解釋136
5.3超聲傳感器的基本概念137
5.3.1超聲傳感器的原理137
5.3.2局部放電超聲信號的傳播規律137
5.3.3超聲傳感器的分類140
5.4常用超聲傳感器141
5.4.1壓電晶體傳感器141
5.4.2局部放電超聲光纖傳感器143
5.4.3局部放電超聲陣列傳感器146
5.4.4超聲傳感器選型對比148
5.4.5常見超聲傳感器及設備149
5.5超聲傳感器評價標準152
5.5.1基本參數指標152
5.5.2環境參數指標152
5.5.3可靠性指標152
5.5.4其他指標153
參考文獻153
第6章光測量傳感器157
6.1光測法檢測的原理與優勢157
6.2局部放電光譜特性158
6.2.1空氣中的局部放電光譜158
6.2.2變壓器油中的局部放電光譜161
6.2.3GIS中SF6的局部放電光譜164
6.3光測法技術166
6.3.1紫外傳感技術166
6.3.2光纖傳感技術173
6.3.3紅外檢測技術184
6.4光測法傳感器評價標準190
6.4.1紫外光參數指標190
6.4.2熒光光纖傳感器參數指標191
6.4.3紅外熱像儀性能指標193
參考文獻194
第7章電化學氣體傳感器197
7.1電氣設備局部放電常見特征分解組分197
7.2電化學氣敏傳感器檢測機理與特性198
7.3常見氣體檢測儀201
7.3.1氣相色譜儀201
7.3.2氣相色譜-質譜聯用儀206
7.3.3傅裡葉變換紅外光譜儀209
7.3.4煙氣分析儀211
7.3.5SF6分解產物測試儀213
7.4電化學氣體傳感器分類214
7.4.1金屬氧化物半導體式傳感器215
7.4.2催化燃燒式傳感器217
7.4.3定電位電解式氣體傳感器218
7.4.4伽伐尼電池式氧氣傳感器220
7.4.5光離子化傳感器220
7.5電化學氣體傳感器評價標準223
7.5.1基本參數指標223
7.5.2環境參數指標224
7.5.3交叉干擾224
參考文獻225
第8章納米氣敏傳感器227
8.1納米氣敏傳感器現狀與傳感原理227
8.2常見納米氣敏傳感器229
8.2.1二氧化鐵氣敏傳感器229
8.2.2碳納米管氣敏傳感器232
8.2.3石墨烯氣敏傳感器236
8.2.4有機聚合物氣敏傳感器240
8.3納米氣敏傳感器的摻雜與改性244
8.3.1摻雜與改性研究方法及氣敏試驗設備244
8.3.2金屬摻雜246
8.3.3官能團修飾258
8.3.4有機高分子摻雜262
8.4納米氣敏傳感器的形貌表征手段265
8.4.1X射線衍射266
8.4.2掃描電子顯微鏡267
8.4.3透射電子顯微鏡269
8.4.4比表面積表征270
8.5納米氣敏傳感器的評價標準271
8.5.1靈敏度和穩定性271
8.5.2響應時間和恢復時間272
8.5.3選擇性272
8.5.4線性度272
參考文獻272
第9章光譜類氣體傳感器276
9.1特征分解氣體常用光譜檢測手段276
9.1.1紅外光譜分析技術276
9.1.2紫外可見光譜分析技術278
9.1.3拉曼光譜分析技術280
9.2光譜檢測法常用傳感器分類280
9.2.1光電探測器280
9.2.2聲探測器282
9.3常用傳感器及其主要的性能參數283
9.3.1熱釋電型探測器283
9.3.2光電二極管286
9.3.3CCD型傳感器289
9.3.4駐極體電容式傳聲器293
9.3.5石英音叉295
9.4光學檢測法傳感器的應用及發展297
參考文獻299
第10章電力變壓器局部放電監測301
10.1電力變壓器局部放電超聲波檢測301
10.1.1案例一：間歇性局部放電檢測301
10.1.2案例二：局部放電三維定位306
10.1.3案例三：懸浮電位放電故障308
10.2電力變壓器局部放電及局部過熱光測法檢測309
10.2.1案例一：散熱器堵塞故障309
10.2.2案例二：絕緣管母護套破裂312
10.3變壓器油中溶解氣體檢測法315
10.4多種方法聯合檢測變壓器局部放電316
參考文獻320
第11章氣體絕緣設備局部放電監測321
11.1局部放電超聲波檢測321
11.1.1案例一：GIS設備中的CT故障321
11.1.2案例二：CT引線電蝕磨損322
11.1.3案例三：GIS內部金屬懸浮缺陷323
11.1.4案例四：絕緣表面髒污導致沿面放電325
11.2局部放電的化學分析法檢測330
11.3局部放電特高頻法檢測332
11.3.1案例一：雜質引起沿面放電332
11.3.2案例二：GIS內部懸浮電位放電334
11.3.3案例三：內錐絕緣子裂縫缺陷336
參考文獻337
第12章電力電纜局部放電監測338
12.1局部放電脈衝電流法檢測338
12.1.1案例一：電纜內部故障338
12.1.2案例二：電纜連接處故障341
12.1.3案例三：電纜尾部故障342
12.2局部放電特高頻法檢測343
12.2.1案例一：電纜本體故障343
12.2.2案例二：電纜終端缺陷344
12.3局部放電紅外測溫檢測346
12.3.1案例一：電流型缺陷346
12.3.2案例二：電壓型缺陷348
參考文獻350
索引351

電氣設備的局部放電既是加速絕緣劣化的主要因素，又是有效表征絕緣缺陷的重要參量，對局部放電進行準確監測（檢測），可以及時發現危及設備安全的潛在絕緣故障，實現對電氣設備絕緣的在線監測與故障診斷及狀態評估，具有重要的理論和工程實用價值。本書緊密圍繞電氣設備局部放電的特點、用於局部放電檢測的各類傳感器的工作原理、性能提升與評估以及傳感器在各類電氣設備局部放電監測中的應用，從局部放電信號的電測法、非電測法、氣體分解組分法和傳感技術應用等方面展開繫統全面的論述，為電氣設備局部放電監測提供理論和技術方面的指導。本書適合從事電氣設備設計、制造和運行維護等工作的人員閱讀和參考，也可作為高等院校相關專業的研究生和高年級本科生的參考書。