探索電力變壓器局部放電檢測方法

近年來(lái)，隨著(zhù)經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展和人民生活水平的提高，對供電可靠性的要求也愈來(lái)愈高，而作為電力系統中主要設備之一的電力變壓器的局部放電檢測也受到了電力行業(yè)越來(lái)越多的重視。如果變壓器出現局部放電現象，很有可能造成變壓器過(guò)早的發(fā)生損壞，影響變壓器的使用壽命，同時(shí)局部放電還直接影響到區域正常供電。因此，對于變壓器局部放電進(jìn)行檢測已是保證該設備安全可靠運行的重要措施。本文就電力變壓器局部放電的檢測方法展開(kāi)探討。

電力變壓器作為電力系統中的主要組成設備，它的正常運行情況關(guān)乎整個(gè)電網(wǎng)的正常運行，一旦變壓器發(fā)生故障，將會(huì )導致大范圍停電，由此造成巨大的經(jīng)濟損失。而局部放電目前已經(jīng)成為引發(fā)變壓器故障的重要原因之一。因此，對變壓器局部放電進(jìn)行檢測至關(guān)重要。鑒于此，筆者根據多年的工作實(shí)踐經(jīng)驗，分析了局部放電造成的危害以及主要的放電形式，提出了幾種常見(jiàn)的變壓器局部放電檢測方法，僅供借鑒參考。

　1 變壓器局部放電的原因分析

其一，由于變壓器中的絕緣體、金屬體等常會(huì )帶有一些尖角、毛刺，致使電荷在電場(chǎng)強度的作用下，會(huì )集中于尖角或毛刺的位置上，從而導致變壓器局部放電；其二，變壓器絕緣體中一般情況下都存在空氣間隙，變壓器油中也有微量氣泡，通常氣泡的介電系數要比絕緣體低很多，從而導致了絕緣體中氣泡所承受的電場(chǎng)強度要遠遠高于和其相鄰的絕緣材料，很容易達到被擊穿的程度，使氣泡先發(fā)生放電；其三，如果導電體相互之間電氣連接不良也容易產(chǎn)生放電情況，該種情況在金屬懸浮電位中最為嚴重。

　2 局部放電的危害及主要放電形式

2.1 局部放電的危害

局部放電對絕緣設備的破壞要經(jīng)過(guò)長(cháng)期、緩慢的發(fā)展過(guò)程才能顯現。通常情況下局部放電是不會(huì )造成絕緣體穿透性擊穿的，但是卻有可能使機電介質(zhì)的局部發(fā)生損壞。如果局部放電存在的時(shí)間過(guò)長(cháng)，在特定的情況下會(huì )導致絕緣裝置的電氣強度下降，對于高壓電氣設備來(lái)講是一種隱患。

2.2 局部放電的表現形式

局部放電的表現形式可分為三類(lèi)：第一類(lèi)是火花放電，屬于脈沖型放電，主要包括似流注火花放電和湯遜型火花放電；第二類(lèi)是輝光放電，屬于非脈沖型放電；第三類(lèi)為亞輝光放電，具有離散脈沖，但幅度比較微小，屬于前兩類(lèi)的過(guò)渡形式。

3 變壓器局部放電檢測方法

變壓器局部放電的檢測方法主要是以局部放電時(shí)所產(chǎn)生的各種現象為依據，產(chǎn)生局部放電的過(guò)程中經(jīng)常會(huì )出現電脈沖、超聲波、電磁輻射、氣體生成物、光和熱能等，根據上述的這些現象也相應的出現了多種檢測方法，下面介紹幾種目前比較常見(jiàn)的局部放電檢測方法。

3.1 脈沖電流檢測法

這種方法是目前國內使用較為廣泛的變壓器局部放電檢測方法，其主要是通過(guò)電流傳感器檢測變壓器各接地線(xiàn)以及繞組中產(chǎn)生局部放電時(shí)引起的脈沖電流，并以此獲得視在放電量。電流傳感器一般由羅氏線(xiàn)圈制成。主要優(yōu)點(diǎn)是檢測靈敏度較高、抗電磁干擾能力強、脈沖分辨率高等；缺點(diǎn)是測試頻率較低、信息量少。

3.2 化學(xué)檢測法

化學(xué)檢測法又被稱(chēng)為氣相色譜法。變壓器出現局部放電時(shí)，會(huì )導致絕緣材料被分解破壞，在這一過(guò)程中會(huì )出現新的生成物，通過(guò)對這些生成物的成分和濃度進(jìn)行檢測，能夠有效的判斷出局部放電的狀態(tài)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是抗電磁干擾較強，基本上能夠達到不受電磁干擾的程度，也比較經(jīng)濟便捷，還具有自動(dòng)識別功能；但該檢測方法也存在一些缺點(diǎn)：由于生成物的產(chǎn)生過(guò)程時(shí)間較長(cháng)，故此延長(cháng)了檢測周期，只能發(fā)現早期故障，無(wú)法檢測突發(fā)故障，并且該方法只能進(jìn)行定性分析，無(wú)法實(shí)現定量判斷。另外現在使用的氣體傳感器對檢測到的所有氣體都較為敏感，致使檢測的準確性不是很高。

3.3 光測法

由于局部放電會(huì )產(chǎn)生光輻射，光測法主要是針對局部放電時(shí)產(chǎn)生的光輻射進(jìn)行檢測。通常情況下變壓器油中發(fā)生放電時(shí)所產(chǎn)生的光波長(cháng)度均不相同，試驗結果表明光波的長(cháng)度一般在500nm~700nm 這一區間范圍，當光電發(fā)生轉換后，根據光電流的特性，能夠對局部放電進(jìn)行識別。

3.4 超高頻檢測法

變壓器在發(fā)生局部放電時(shí)都會(huì )出現正負電荷中和的現象，并且伴隨這一現象都會(huì )形成一個(gè)陡的電流脈沖向周?chē)椛潆姶挪ā?br />
該方法主要是通過(guò)對變壓器內部產(chǎn)生局部放電時(shí)所發(fā)射的超高頻電磁波進(jìn)行接收，從而達到對局部放電的定位和檢測。這種檢測方法的主要優(yōu)點(diǎn)是測量頻率比較高、檢測頻率范圍可以調節、抗電磁波干擾性能強、靈敏度較高等。

　3.5 射頻檢測法

該方法主要是通過(guò)利用電流互感線(xiàn)圈從變壓器的中性點(diǎn)進(jìn)行測量獲取信號，測量的信號頻率通常能夠達到3 萬(wàn)kHz，從很大程度提高了局部放電的測量頻率。主要優(yōu)點(diǎn)是射頻檢測系統安裝方便，檢測設備不會(huì )改變變壓器的運行方式；其缺點(diǎn)是由于射頻檢測只能對單一的信號進(jìn)行分辨，無(wú)法準確的判斷三相變壓器局部放電信號的總和，因此，不適合三相變壓器的局部放電檢測。

3.6 紅外熱像法

該方法主要是通過(guò)紅外線(xiàn)測量?jì)x器對變壓器中局部放電時(shí)所產(chǎn)生的電熱能量轉換來(lái)實(shí)現檢測局部放電區域內的溫度變化達到檢測的目的。主要優(yōu)點(diǎn)是紅外線(xiàn)儀器操作簡(jiǎn)便，并且測出的結果直觀(guān)準確；其缺點(diǎn)是只能對變壓器表面的局部放電進(jìn)行檢測，無(wú)法檢測到變壓器深處的故障，只適合定性測量，目前尚不能用于定量測量。

　3.7 超聲波檢測法

這種方法主要測量的是變壓器局部放電時(shí)所產(chǎn)生的超聲波信號。通過(guò)利用安裝在變壓器油箱上的超聲傳感器對變壓器局部放電產(chǎn)生的超聲波進(jìn)行接收，并以此來(lái)確定變壓器局部放電的位置和大小。該方法可以同時(shí)適應在線(xiàn)和離線(xiàn)檢測，且檢測結果相同；其缺點(diǎn)是不能進(jìn)行定量判斷，只能作為輔助測量。

　4 結論

本文簡(jiǎn)要地分析了電力變壓器局部放電形成的原因，同時(shí)對局部放電的危害以及主要的放電形式作了闡述，并對目前較為常見(jiàn)的幾種變壓器局部放電檢測方法進(jìn)行探討，希望能夠對今后電力變壓器的局部放電檢測提供參考。