目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 氣體絕緣組合電器結(jié)構(gòu) 1
1.1.1 氣體絕緣組合電器的總體結(jié)構(gòu) 1
1.1.2 氣體絕緣組合電器的應(yīng)用與發(fā)展 5
1.2 電力變壓器結(jié)構(gòu) 6
1.2.1 電力變壓器的總體結(jié)構(gòu) 6
1.2.2 電力變壓器的分部構(gòu)成 7
1.3 局部放電的危害、產(chǎn)生及發(fā)展過程 9
1.3.1 局部放電對電氣設(shè)備絕緣的危害 9
1.3.2 局部放電的產(chǎn)生與發(fā)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(yīng)用 15
參考文獻(xiàn) 17
第2章 傳感器評價指標(biāo) 18
2.1 基本參數(shù)指標(biāo) 18
2.1.1 量程指標(biāo) 19
2.1.2 靈敏度指標(biāo) 19
2.1.3 精度指標(biāo) 21
2.2 環(huán)境參數(shù)指標(biāo) 27
2.2.1 溫度指標(biāo) 28
2.2.2 抗沖振指標(biāo) 28
2.2.3 大氣環(huán)境參數(shù) 28
2.3 可靠性指標(biāo) 29
2.4 其他指標(biāo) 29
2.4.1 電源 29
2.4.2 結(jié)構(gòu) 29
2.4.3 安裝連接 30
參考文獻(xiàn) 30
第3章 脈沖電流傳感器 31
3.1 脈沖電流法原理 31
3.2 脈沖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(xué)電流傳感器 43
3.3 脈沖電流法傳感器評價標(biāo)準(zhǔn) 50
3.3.1 傳感器檢測靈敏度 50
3.3.2 脈沖分辨率 51
3.3.3 放電量校正 52
3.3.4 檢測阻抗傳感器評價標(biāo)準(zhǔn) 53
3.3.5 羅氏線圈評價標(biāo)準(zhǔn) 54
3.3.6 光學(xué)電流傳感器評價標(biāo)準(zhǔn) 55
參考文獻(xiàn) 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(shù) 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 方向性系數(shù) 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(yīng)用于氣體絕緣組合電器中的特高頻傳感器 66
4.2.1 內(nèi)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(yīng)用于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(lǐng)結(jié)形天線傳感器 101
4.3.3 對跖Vlivaldi天線傳感器 104
4.4 應(yīng)用于電纜的特高頻傳感器 115
4.5 特高頻傳感器評價標(biāo)準(zhǔn) 119
4.5.1 基本參數(shù)指標(biāo) 119
4.5.2 環(huán)境參數(shù)指標(biāo) 120
4.5.3 可靠性指標(biāo) 120
4.5.4 其他指標(biāo) 120
參考文獻(xiàn) 120
第5章 超聲波傳感器 124
5.1 局部放電產(chǎn)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(chǎn)生超聲波機理 126
5.1.3 局部放電產(chǎn)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(guān)系 132
5.2.2 局部放電模式與超聲波的定性關(guān)系 136
5.2.3 超聲波法測量局部放電的現(xiàn)象解釋 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(guī)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(shè)備 149
5.5 超聲傳感器評價標(biāo)準(zhǔn) 152
5.5.1 基本參數(shù)指標(biāo) 152
5.5.2 環(huán)境參數(shù)指標(biāo) 152
5.5.3 可靠性指標(biāo) 152
5.5.4 其他指標(biāo) 153
參考文獻(xiàn) 153
第6章 光測量傳感器 157
6.1 光測法檢測的原理與優(yōu)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
6.2.3 GIS中SF6的局部放電光譜 164
6.3 光測法技術(shù) 166
6.3.1 紫外傳感技術(shù) 166
6.3.2 光纖傳感技術(shù) 173
6.3.3 紅外檢測技術(shù) 184
6.4 光測法傳感器評價標(biāo)準(zhǔn) 190
6.4.1 紫外光參數(shù)指標(biāo) 190
6.4.2 熒光光纖傳感器參數(shù)指標(biāo) 191
6.4.3 紅外熱像儀性能指標(biāo) 193
參考文獻(xiàn) 194
第7章 電化學(xué)氣體傳感器 197
7.1 電氣設(shè)備局部放電常見特征分解組分 197
7.2 電化學(xué)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(zhì)譜聯(lián)用儀 206
7.3.3 傅里葉變換紅外光譜儀 209
7.3.4 煙氣分析儀 211
7.3.5 SF6分解產(chǎn)物測試儀 213
7.4 電化學(xué)氣體傳感器分類 214
7.4.1 金屬氧化物半導(dǎo)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(xué)氣體傳感器評價標(biāo)準(zhǔn) 223
7.5.1 基本參數(shù)指標(biāo) 223
7.5.2 環(huán)境參數(shù)指標(biāo) 224
7.5.3 交叉干擾 224
參考文獻(xiàn) 225
第8章 納米氣敏傳感器 227
8.1 納米氣敏傳感器現(xiàn)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(shè)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
8.4.1 X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(biāo)準(zhǔn) 271
8.5.1 靈敏度和穩(wěn)定性 271
8.5.2 響應(yīng)時間和恢復(fù)時間 272
8.5.3 選擇性 272
8.5.4 線性度 272
參考文獻(xiàn) 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(shù) 276
9.1.2 紫外可見光譜分析技術(shù) 278
9.1.3 拉曼光譜分析技術(shù) 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(shù) 283
9.3.1 熱釋電型探測器 283
9.3.2 光電二極管 286
9.3.3 CCD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(xué)檢測法傳感器的應(yīng)用及發(fā)展 297
參考文獻(xiàn)299
第10章 電力變壓器局部放電監(jiān)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(lián)合檢測變壓器局部放電 316
參考文獻(xiàn) 320
第11章 氣體絕緣設(shè)備局部放電監(jiān)測 321
11.1 局部放電超聲波檢測 321
11.1.1 案例一：GIS設(shè)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(nèi)部金屬懸浮缺陷 323
11.1.4 案例四：絕緣表面臟污導(dǎo)致沿面放電 325
11.2 局部放電的化學(xué)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(zhì)引起沿面放電 332
11.3.2 案例二：GIS內(nèi)部懸浮電位放電 334
11.3.3 案例三：內(nèi)錐絕緣子裂縫缺陷 336
參考文獻(xiàn) 337
第12章 電力電纜局部放電監(jiān)測 338
12.1 局部放電脈沖電流法檢測 338
12.1.1 案例一：電纜內(nèi)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(xiàn) 350
索引 351