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第1章 绪论1

1.1 气体绝缘组合电器结构1

1.1.1 气体绝缘组合电器的总体结构1

1.1.2 气体绝缘组合电器的应用与发展5

1.2 电力变压器结构6

1.2.1 电力变压器的总体结构6

1.2.2 电力变压器的分部构成7

1.3 局部放电的危害、产生及发展过程9

1.3.1 局部放电对电气设备绝缘的危害9

1.3.2 局部放电的产生与发展过程9

1.4 局部放电检测方法与评价11

1.4.1 非电检测法12

1.4.2 局放分解组分检测法12

1.4.3 电检测法13

1.4.4 各种主要检测方法的比较15

1.5 传感器在局部放电检测中的应用15

参考文献17

第2章 传感器评价指标18

2.1 基本参数指标18

2.1.1 量程指标19

2.1.2 灵敏度指标19

2.1.3 精度指标21

2.1.4 动态性能指标23

2.2 环境参数指标27

2.2.1 温度指标28

2.2.2 抗冲振指标28

2.2.3 大气环境参数28

2.3 可靠性指标29

2.4 其他指标29

2.4.1 电源29

2.4.2 结构29

2.4.3 安装连接30

参考文献30

第3章 脉冲电流传感器31

3.1 脉冲电流法原理31

3.2 脉冲电流法传感器的分类32

3.2.1 检测阻抗传感器32

3.2.2 罗氏线圈传感器37

3.2.3 光学电流传感器43

3.3 脉冲电流法传感器评价标准50

3.3.1 传感器检测灵敏度50

3.3.2 脉冲分辨率51

3.3.3 放电量校正52

3.3.4 检测阻抗传感器评价标准53

3.3.5 罗氏线圈评价标准54

3.3.6 光学电流传感器评价标准55

参考文献56

第4章 特高频传感器58

4.1 特高频传感器的基本概念及表征参数59

4.1.1 特高频传感器接收原理59

4.1.2 方向图60

4.1.3 方向性系数61

4.1.4 天线效率62

4.1.5 增益62

4.1.6 驻波比62

4.1.7 输入阻抗63

4.1.8 极化方式64

4.1.9 带宽65

4.2 应用于气体绝缘组合电器中的特高频传感器66

4.2.1 内置型圆盘传感器66

4.2.2 微带天线传感器69

4.2.3 横向电磁波喇叭天线传感器75

4.2.4 分形天线传感器82

4.2.5 平面等角螺旋天线传感器88

4.3 应用于变压器的特高频传感器94

4.3.1 套筒单极子天线传感器95

4.3.2 终端加载的领结形天线传感器101

4.3.3 对跖Vivaldi天线传感器104

4.4 应用于电缆的特高频传感器115

4.5 特高频传感器评价标准119

4.5.1 基本参数指标119

4.5.2 环境参数指标120

4.5.3 可靠性指标120

4.5.4 其他指标120

参考文献120

第5章 超声波传感器124

5.1 局部放电产生超声波的机理124

5.1.1 电-力-声类比125

5.1.2 局部放电产生超声波机理126

5.1.3 局部放电产生声波的特性128

5.2 传感器接收的超声波特征量132

5.2.1 放电量与超声波特征量的定量关系132

5.2.2 局部放电模式与超声波的定性关系136

5.2.3 超声波法测量局部放电的现象解释136

5.3 超声传感器的基本概念137

5.3.1 超声传感器的原理137

5.3.2 局部放电超声信号的传播规律137

5.3.3 超声传感器的分类140

5.4 常用超声传感器141

5.4.1 压电晶体传感器141

5.4.2 局部放电超声光纤传感器143

5.4.3 局部放电超声阵列传感器146

5.4.4 超声传感器选型对比148

5.4.5 常见超声传感器及设备149

5.5 超声传感器评价标准152

5.5.1 基本参数指标152

5.5.2 环境参数指标152

5.5.3 可靠性指标152

5.5.4 其他指标153

参考文献153

第6章 光测量传感器157

6.1 光测法检测的原理与优势157

6.2 局部放电光谱特性158

6.2.1 空气中的局部放电光谱158

6.2.2 变压器油中的局部放电光谱161

6.2.3 GIS中SF6的局部放电光谱164

6.3 光测法技术166

6.3.1 紫外传感技术166

6.3.2 光纤传感技术173

6.3.3 红外检测技术184

6.4 光测法传感器评价标准190

6.4.1 紫外光参数指标190

6.4.2 荧光光纤传感器参数指标191

6.4.3 红外热像仪性能指标193

参考文献194

第7章 电化学气体传感器197

7.1 电气设备局部放电常见特征分解组分197

7.2 电化学气敏传感器检测机理与特性198

7.3 常见气体检测仪201

7.3.1 气相色谱仪201

7.3.2 气相色谱-质谱联用仪206

7.3.3 傅里叶变换红外光谱仪209

7.3.4 烟气分析仪211

7.3.5 SF6分解产物测试仪213

7.4 电化学气体传感器分类214

7.4.1 金属氧化物半导体式传感器215

7.4.2 催化燃烧式传感器217

7.4.3 定电位电解式气体传感器218

7.4.4 伽伐尼电池式氧气传感器220

7.4.5 光离子化传感器220

7.5 电化学气体传感器评价标准223

7.5.1 基本参数指标223

7.5.2 环境参数指标224

7.5.3 交叉干扰224

参考文献225

第8章 纳米气敏传感器227

8.1 纳米气敏传感器现状与传感原理227

8.2 常见纳米气敏传感器229

8.2.1 二氧化钛气敏传感器229

8.2.2 碳纳米管气敏传感器232

8.2.3 石墨烯气敏传感器236

8.2.4 有机聚合物气敏传感器240

8.3 纳米气敏传感器的掺杂与改性244

8.3.1 掺杂与改性研究方法及气敏试验设备244

8.3.2 金属掺杂246

8.3.3 官能团修饰258

8.3.4 有机高分子掺杂262

8.4 纳米气敏传感器的形貌表征手段265

8.4.1 X射线衍射266

8.4.2 扫描电子显微镜267

8.4.3 透射电子显微镜269

8.4.4 比表面积表征270

8.5 纳米气敏传感器的评价标准271

8.5.1 灵敏度和稳定性271

8.5.2 响应时间和恢复时间272

8.5.3 选择性272

8.5.4 线性度272

参考文献272

第9章 光谱类气体传感器276

9.1 特征分解气体常用光谱检测手段276

9.1.1 红外光谱分析技术276

9.1.2 紫外-可见光谱分析技术278

9.1.3 拉曼光谱分析技术280

9.2 光谱检测法常用传感器分类280

9.2.1 光电探测器280

9.2.2 声探测器282

9.3 常用传感器及其主要的性能参数283

9.3.1 热释电型探测器283

9.3.2 光电二极管286

9.3.3 CCD型传感器289

9.3.4 驻极体电容式传声器293

9.3.5 石英音叉295

9.4 光学检测法传感器的应用及发展297

参考文献299

第10章 电力变压器局部放电监测301

10.1 电力变压器局部放电超声波检测301

10.1.1 案例一：间歇性局部放电检测301

10.1.2 案例二：局部放电三维定位306

10.1.3 案例三：悬浮电位放电故障308

10.2 电力变压器局部放电及局部过热光测法检测309

10.2.1 案例一：散热器堵塞故障309

10.2.2 案例二：绝缘管母护套破裂312

10.3 变压器油中溶解气体检测法315

10.4 多种方法联合检测变压器局部放电316

参考文献320

第11章 气体绝缘设备局部放电监测321

11.1 局部放电超声波检测321

11.1.1 案例一：GIS设备中的CT故障321

11.1.2 案例二：CT引线电蚀磨损322

11.1.3 案例三：GIS内部金属悬浮缺陷323

11.1.4 案例四：绝缘表面脏污导致沿面放电325

11.2 局部放电的化学分析法检测330

11.3 局部放电特高频法检测332

11.3.1 案例一：杂质引起沿面放电332

11.3.2 案例二：GIS内部悬浮电位放电334

11.3.3 案例三：内锥绝缘子裂缝缺陷336

参考文献337

第12章 电力电缆局部放电监测338

12.1 局部放电脉冲电流法检测338

12.1.1 案例一：电缆内部故障338

12.1.2 案例二：电缆连接处故障341

12.1.3 案例三：电缆尾部故障342

12.2 局部放电特高频法检测343

12.2.1 案例一：电缆本体故障343

12.2.2 案例二：电缆终端缺陷344

12.3 局部放电红外测温检测346

12.3.1 案例一：电流型缺陷346

12.3.2 案例二：电压型缺陷348

参考文献350

索引351