摘要：如果变电设备中出现绝缘问题就可能会引起运行故障，例如在运行状态中，该环境下发生了局部放电，导致电路辐射高频度电磁波传播到变电站中。目前我国已经开始采用简史电气设备局部放电现象的仪器。早期预警依靠固定天线阵列和配套设备达到目的。应当在变电站中心安装固定天线阵列接受变电中心发出的高频辐射电磁波信号，根据信号来找到发生故障的电气设备，实验结果表明这是一种使用价值很高的早期预警方式。
关键词：超高频变电站设备早期预警
前言
变电站中的绝缘性质退化后就容易产生局部放电的现象，很容易加速电器老化和损害，导致电器设备发生故障。因此，变电站对于局部放电的监控和故障诊断对于变电站的电气设备有着非常重要的意义。国外已对电力仪器发生局部放电现象的预防和检测做了大量课题，运用超高频法成为现在最灵活有效，准确度高、抗干扰功能强的方法，因此，超高频法得到了广泛运用和开发。文章将会介绍变电站局部放电的原因，高频发对变电站局部放电的监视原理进行探讨和站展望。
1.局部放电检测原理
房电站的局部放电检测不仅是对单个电气设备内部的局部放电进行监测，也要对整个变电站的局部放电进行评估。变电站内部的电力设备是否有绝缘漏洞，一旦由漏洞，局部放电就会在带点运行中发生，局部放电通常会伴随着陡脉冲电流，上升时间快的时候可能激发超高频电波辐射。通常局部放电分为三中类型：以电子撞击为主，在空隙中场强之间存在自由电子，当表面有足够电荷而停止放电时，就会产生场强；也有以光电力为主的流注放电；另外热电离也可能产生放电，在温度高到一定程度时候就可能发生脉冲型火花或者脉冲型的辉光放电或是亚辉光放电。如果周围的天线导体表面能够激发超高频感应电流，就能放出信号，提醒设备发生了漏电放电现象，天线的性能、电磁波辐射的大小也是决定信号能够传多远距离的条件。天线阵列如果感应到超高频电磁波就能够采集信号，携带样本频率可以传输相应的数据到远程计算机中，并且精确计算出局部放电所在的方位，这样一来就可能达到检测房电站内的电力设备局部放电的早期预警目的。
但实际的设备中都需要屏蔽外界的电波干扰信号，应该要注意变电站周围的噪音干扰。变电站内部仪器运转会自带噪音，加上周边噪音和广播信号干扰的影响，是变电站最常见的固有噪音影响。因此在监测局部放电前应该做好准备工作，固有噪音的振幅应该隔离到相应能准确判断局部放电信号的阙值下，确保信号的准确性。另外也有可能存在突发噪音，一般是由于变电站内部的操作引起的脉冲，其幅度较大，应该在测量时注意变电站的开关操作，以免影响局部放电的测试工作。
2.高频监测设备
2.1天线传感器
如果想要监视变电站有无局部放电现象，就需要附近有传感器能够接收到其他地方电力设备由局部放电想象辐射到空气中的超高频电磁波辐射信号，天线的设计应该追求带有合适宽带，水平面具有高增益和全项性能。天线需要能覆盖局部放电产生的信号的最强频段，也可以用具有更高频带的天线，灵敏度越好则取到的信号越清楚，或许的情报也就越多越精确。由于局部放电类型的信号频率都有差别，但大多情况下，变压器内部的局部放电信号能量都分布在0.2G兆赫兹以上，因此天线的灵敏度，天线的频带至少要覆盖到这个最小标准。
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2.2检测法和天线设计
局部放电电磁波的形态和放电中设备的绝缘度有关，如果放电中放电简析较小，放电的时间短的时候，脉冲就越陡，接受到的高频电磁波辐射信号能力更好；但如果放电中绝缘度较高，击穿所用时间少，高频辐射电磁波能力也较强。电力设备中变压器发生局部脉冲时候非常符合这个描述。可以通过耦合横电磁波的波形传输电磁信号，检测到是否发生了电力设备内部局部放电，确认是否处于绝缘状态，这就是超高频检测法。在检测过沉重，安装在变压器内部的传感器是值得注意的设备，它在工作中具有超高温度，甚至可能超过120℃。因此传感器必须具有高性能和稳定性，能够安全在油箱运作。如此一来，超高频传感器必须满足小巧的结构，在不影响变压器正常工作的情况下运行和检测，并且应该具有较好的频率接收发放特点，优秀的灵敏性。
2.3要求高抗干扰信号能力
很少有传感器能够达到很优秀的抗干扰能力，所以设计出满足要求的超高频传感器是眼下追求的一个课题。为了提高装置的可行性，可以把天线由环氧树脂封装，提高天线的绝缘性和防腐性，对于抗氧化和抗高温也有一定的预防作用。天线出厂前应该严格测试，尤其是在变压器的油箱中是否能安全运作。螺旋的周据定了螺旋的主要辐射区，波长周围的环带成了天线的接受区域。相对于传统的检测方式，大型电力设备的超高频局部放电检测通常可以避免其他地方的干扰，并且具有更高的敏感性，因为放电检测频段值一般能够涵盖外部干扰频段。超高频局部放电检测传感器一般会安装在变压器里，变压器外壳有较好的屏蔽效果，信号很难入内，因此，超高频检测方法一般不会检测到变压器的外部放电。超高频检测方式检测局部放电现象的方式因和电力设备之间没有连接装置，因此相对于其他电力系统操作更加稳定和安全可靠。
局部放电检测过程中必须要注意最大放电幅度和平均放电幅度，以及局部放电发生的位置，因此需要减少原始局部放电信号的频率来采集数据，一般选用数据采集卡。
3.结束语
文章主要介绍了变电站全站的高频发监视水平和预警方式，此监视过程中不予电力设备发生接触，，它的作用不干扰变电站正常工作，作为局部放电早期预警的方式有良好的运用价值。但在今后的研究中，应该加快信号到传感器的时间、改善天线列阵，达到更大的准确性。变电站设备应该实行自动检测系统，相对人工检测可以更多采集实时数据，更加科学计算出电波信号，判断放电的精确位置，对放电的类型进行评估，从而更好地判断故障和寻找定位。
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论文作者:宋倩
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/4
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