局部放电(Partial Discharge,简称PD)是造成变压器绝缘老化或劣化甚至破坏的主要原因之一,对变压器PD检测和诊断的研究具有深远的理论意义和广泛的实用价值。本文根据超高频(Ultra High Frequency,简称UHF)法的检测特点,结合微波与天线理论、电气测量技术和电磁场分析理论,开展了变压器PD超高频检测技术的研究和分析。主要研究工作如下:设计了一种用于电力变压器PD超高频检测的圆形加载单极子天线,结合经验和仿真计算确定了天线的性能参数,通过改变天线的底部锥角和天线高度,优化了圆形加载单极子天线的参数,获得了宽频带特性。经计算驻波比小于2的带宽约为425MHz到1.6GHz以上,绝对带宽大于1GHz,在整个工作频带内的增益较高,其增益平均大于3dB,同时在θ= 30 0 ~ 900和θ= 270 0 ~ 3300时具有较好的方向性系数;天线的实际测量表明,其天线的实际带宽为430MHz到1GHz以上,能满足对超高频局部放电的检测需要,天线的结构特点适合于安装在变压器上。研制了用于模拟PD信号试验的放电源,设计了储能电容为10p和20p的两种脉冲电路,详细讨论了放电源中主要器件雪崩三极管的雪崩效应理论,推导出三极管雪崩过程的简化模型,设计了基于射频三极管的脉冲发射器,用电路仿真软件Pspice仿真分析该电路中储能电容和电源电压对脉冲波形的影响,得出了影响规律。阐明了实际制作过程中的注意事项和元器件的选择方法,实测储能电容为10pF和20pF的PD源脉宽分别为980ps和1180ps,幅值分别为8.9V和11.6V。从理论上对变压器局部放电所激发电磁波的机理进行了研究,分析计算了电磁波在变压器内部各种不同介质、不同导体界面的折、反射以及绕射情况。通过对建立的变压器物理模型中PD信号的仿真研究和实验室研究表明:由于铁芯与绕组的存在,电磁波遇到铁芯和绕组后发生了绕射现象,使传感器接收到的能量发生了改变;当原始脉冲宽度一定时,UHF信号能量与原始脉冲的幅值平方成正比;原始脉冲宽度是影响UHF信号能量的主要因素,对UHF信号能量起到决定性的作用。根据变压器中PD信号特征,设计了油中金属微粒和电晕放电两种典型放电缺陷物理模型,在实验室里利用无感电阻和圆形加载天线传感器,通过高速PD采集系统获得了这2种绝缘缺陷产生PD的大量样本,构建出了它们的超高频信号的累计能量与放电量之间的关系,研究了在不同条件下它们之间关系变化的规律。