探讨带电检测诊断技术在变压器状态检修中的应用论文_刘红星

摘要：电力变压器内部发生局部放电就会影响电气设备使用寿命。局部放电时间虽短，能量较小，不会立即引起绝缘的穿透性击穿，但是具有很大的危害性。局部放电对绝缘设备的破坏是一个缓慢的发展过程，对高压电气设备长期安全运行造成影响。由于传统的脉冲电流法检测局部放电只能在设备停电时进行，因此实施变压器局部放电带电检测，及时监控变压器绝缘状态具有重要的意义。

关键词：带电检测；诊断技术；变压器状态检修；应用

1导言

电力变压器内部发生局部放电就会影响电气设备使用寿命，局部放电时间虽短，能量较小，不会立即引起绝缘的穿透性击穿，但是具有很大的危害性。局部放电对绝缘设备的破坏是一个缓慢的发展过程，对高压电气设备长期安全运行造成危害。由于传统的脉冲电流法局部放电检测只能在设备停电时进行，因此实施变压器局部放电带电检测，及时监控变压器绝缘状态具有重要的意义。

2变压器局部放电带电检测技术

根据局部放电过程中产生的各种物理现象，如电、声、光和热等，出现了两大类测量方法，分别是电量检测法和非电量检测法。电量检测法包括高频检测法、特高频检测法等；非电量检测法包括超声波检测法、光检测法和化学成分分析法等，其中高频法和超声法是变压器常用局部放电带电检测技术。

2.1变压器高频局部放电检测原理

高频局部放电检测技术是利用脉冲电流原理来检测高压电气设备的局部放电。以变压器为例，若变压器内部发生局部放电，利用变压器绕组与铁心之间的分布电容形成的耦合通路，放电产生的高频信号通过此耦合通路经铁心接地线构成回路，卡装在铁心接地线上的高频电流传感器即可接收到变压器内部的放电信号，并在巡检仪上显示出相应的检测数据，通过局部放电高频检测设备能够获得变压器的局部放电信息。

2.2超声法局部放电检测原理

当变压器或电抗器内部发生局部放电现象时，其瞬间释放的能量使分子间产生剧烈碰撞，并在宏观上形成一种压力产生超声波脉冲，此时局部放电源如同一个声源，向外发出超声波。在变压器中以球面波形式向周围传播，只要将超声传感器吸附在变压器油箱外壁，就可以接收到放电产生的超声波信号。超声波信号传播路径不同导致传感器在箱体外壁接收到的超声信号强弱也随之变化，通过这些强弱变化确定超声信号传到变压器外壁最强位置，再采用电声定位法可确定放电源的位置。

3变压器局部放电带电检测技术

根据局部放电过程中产生的各种物理现象，如电、声、光及热等，出现了两大类测量方法，分别是电量检测法和非电量检测法，电量检测法包括高频检测法、特高频检测法等，非电量检测法包括超声波检测法、光检测法及化学成分分析法等，其中高频法和超声法是变压器常用局部放电带电检测技术。

3.1变压器高频局部放电检测原理

高频局部放电检测技术是利用脉冲电流原理来检测高压电气设备的局部放电。以变压器为例，若变压器内部发生局部放电，利用变压器绕组与铁心之间的分布电容形成的耦合通路，放电产生的高频信号通过此耦合通路经铁心接地线构成回路，卡装在铁心接地线上的高频电流传感器即可接收到变压器内部的放电信号并在巡检仪上显示出相应的检测数据，通过局部放电高频检测设备能够获得变压器的局部放电信息，高频法局部放电检测原理如图1所示。

3.2超声法局部放电检测原理

当变压器或电抗器内部发生局部放电现象时，其瞬间释放的能量使分子间产生剧烈碰撞，并在宏观上形成一种压力产生超声波脉冲，此时局部放电源如同一个声源，向外发出超声波。在变压器中以球面波形式向周围传播，只要将超声传感器吸附在变压器油箱外壁，就可以接收到放电产生的超声波信号，超声波信号传播路径不同导致传感器在箱体外壁接收到的超声信号强弱也随之变化，通过这些强弱变化确定超声信号传到变压器外壁最强位置，再采用电声定位法可确定放电源位置。超声波法局部放电检测原理如图2所示。

图2超声波法局部放电检测原理

4变压器局部放电带电检测技术的综合应用

图3变压器沿面放电特征图谱

图3变压器绝缘纸板放电特征图谱

现场变压器局部放电带电检测中，有时能收到电信号，有时能收到超声信号，有时也能够同时收到电信号和超声信号，采用超声波和高频两种检测技术联合诊断，能够有效排除干扰，确定变压器内部是否存在放电。因干扰信号的存在，单一地通过一种检测信号有时不能够准确地判断出变压器内部是否存在局部放电，例如当检测到电信号而无声信号时，可能是因为存在脉冲干扰（例如电晕干扰、无线电干扰及一些变频设备干扰等）；当检测到声信号而无电信号时，则超声信号可能是变压器振动引起的。在电信号和声信号能够同时检测到的情况下，电信号和超声波信号在时域上有着很好的对应关系，超声波信号滞后于电信号，具有固定时差，可以确定放电来自变压器内部，同时利用电声定位确定变压器故障点位置。

5结语

通过对变电站乙变压器进行局部放电带电检测，结合乙变压器油色谱历史数据，判断110kV变电站乙变压器内部存在明显局部放电情况，使用电声综合检测技术精确定位，确定故障点三维空间坐标。停电处理后，发现35kV套管底部垫圈有明显的放电烧伤痕迹，35kV套管法兰底部的箱体内壁上有黑色放电痕迹，分析原因为35kV套管悬浮，引起间歇性放电，导致套管底部垫圈烧蚀，故障点位置与带电检测诊断位置基本一致。现场更换垫圈，并做导电和均压处理，加强套管底部绝缘。之后，变压器现场进行的感应耐压、局部放电试验和油色谱试验全面合格。试验表明，综合运用高频检测和超声波检测两种检测手段对于变压器运行状态的评估有着十分重要的意义，综合使用高频检测和超声波检测对于变压器绝缘故障的诊断以及故障位置精确定位起到至关重要的作用。

参考文献

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[3]王璟.电力变压器故障诊断策略分析与设计[D].山东大学,2016.

[4]王蕾.变电站设备带电检测方法的研究[D].山东大学,2016.

论文作者:刘红星

论文发表刊物:《中国电业》2019年20期

论文发表时间:2020/3/10

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