摘要：变压器局部放电故障是影响变压器稳定运行的主要故障要素之一，探索高效的局部放电检测方法是实现局部放电有效防治的必要前提。针对变压器局部放电检测方法开展探究分析，结合自身所学，探寻不同变压器局部放电检测方法的作业原理和存在的优缺点，从而分析其不同的使用环境，为相关工作者在实际工作中选择适合的变压器局部放电检测方法提供有效指导。
关键词：变压器；局部放电；检测方法
引言
变压装置作为电力系统的核心构成组件，其运行状况的优劣对整个电力系统的运行安全有着极大的影响，其中，绝缘性能便是衡量变压器运行稳定性的关键指标之一。在变压器运行中，局部放电现象往往会引起变压器的绝缘老化，从而导致电力事故的出现。鉴于此，根据局部放电特点，探寻有效且多样化的检测手段便成为确保变压器运行安全的重要手段之一。
1 电测法
1.1 电流脉冲法
这种方法是研究和应用最早的变压器局部放电检测方法，其借助接入检测回路中的电流互感装置或检测抗阻检测变压器外壳接地线、铁芯接地线、套管接地线和绕组中因局部放电而产生的脉冲电流，再通过数字化信号转化处理技术获得完整的局部放电信息[1]]。
在实际应用中，电流脉冲法具备很高的离线测量灵敏度，能够实现对局部放电量的精准测量，并且能够与超声波法相互配合对具体放电位置实现精准定位。不过这种方法的使用对电源及周边环境均有较高的要求，同时频率低、频带窄、抗干扰性能较差，而且使用灵敏度会伴随电容的增大而降低，甚至降低至无法检测的程度。
对于电流脉冲法的这些不足，通常在使用时选用由罗果夫斯基线圈构成的电流互感装置进行脉冲电流的提取，从而确保变压器与检测回路中不会出现电气连接现象，削弱电气干扰。
1.2 超高频检测法
局部放电的超高频检测是针对传统检测工艺的缺陷而研发的一种新型检测手段。其作业时对变压器内由局部放电而产生的超高频电磁波信号进行检测，进而实现对局部放电位置和参数的测定，同时具备良好的抗干扰性。
超高频检测法的具体原理如下所述：对于变压器而言，其每次出现局部放电都伴随正负电荷的中和，产生较陡的电流脉冲并向周边辐射电磁波。而由于局部放电所产生的电磁波的频谱特征与电源几何形状及放电间隙有着紧密的关联，因此通过对电磁波频的检测便能够实现对变压器局部放电现象的准确测定[2]。此外，由于检测现场常见干扰频率多低于400 MHz，所以超高频检测法的应用还能够实现对各类电磁干扰的有效规避。
对于整个超高频检测作业而言，其核心构成组件便是传感装置，该装置的灵敏度对整个系统最终检测结果的精准度有着至关重要的影响。目前，超高频检测中所使用的超高频天线主要分为内置和外置两类，具体选用哪类，需要工作人员结合工程实际予以敲定。而其研究的重点则在于如何确保天线能够更加高效、精准地接收到电磁波信号。
2 非电测法
2.1 超声波法
当变压器运行过程中发生局部放电现象时，往往会伴随出现超声波，并在很短时间内向四周传播。基于这一原理，在变压器油箱外壁上布设超声波传感装置，将超声波信号转化为电信号，便能够对变压器局部放电情况予以有效测定[3]。
考虑到变压器局部放电所产生超声波的传播会通过多种介质，其主要传播途径可分为两条：a）直接型传播。超声波以纵波形式穿透绝缘介质、变压器油液、油箱外壁后到达传感装置；b）曲折型传播。超声波以纵波形式传递至油箱壁后再沿钢板以横波的形式传递至传感器中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
除此之外，在传播过程中超声波会出现一定程度的衰减，其衰减传播最小路径可以充当核心检测对象。不过必须考虑声波传播途径不同会导致衰减最小路径的差异，在具体的测算上应当将不同声波传播路径的声波波速均值作为参考值。
这种方法的优势在于运用原理简洁，可以被广泛地应用到各类环境中。中国在长江珠三角地区曾使用超声波法针对高压变压器局部放电现象进行大规模测试，其结果表明，超声波法可以对局部放电现象进行有效的检测判定，是一种应用效果十分理想的方法[4]。
2.2 气相色谱法
当变压器运行过程中出现局部放电现象时，则其绝缘材料会出现分解并生成许多气体，通过对所生成气体组分及含量的测定，能够对所发生的局部放电故障类别加以判定，这就是所谓的“气相色谱法”。一般来说，局部放电现象伴随产生的气体主要是H2 和C2H6。由于气相色谱法能够有效抵抗电气干扰且使用成本低，具有良好的自动识别功效，这使得其在变压器在线检测中获得了广泛的应用。不过这种分析方法也存在一定的不足，就是其对突发性故障的检测效果较差，仅仅能够充当定性分析，而无法进行有效的定量分析，同时在检测气体的提取上还存在一定的难度[5]。
2.3 光检测法
这种检测方法主要是针对局部放电过程中产生的光辐射进行检测，并借助光电倍增技术将相应的光电信号转化成光电流，借助特性分析实现对局部放电现象的有效识别。在实际应用中，考虑到光电倍增技术无法有效应对强光，加之所检测设备多不具备很好的透光性，所以其传感装置必须放置在设备内部，这也是光检测法在现场应用十分有限的主要原因[6]。但尽管如此，光检测技术在局部放电光谱、电磁波传播特征和绝缘老化机理分析等方面的应用还是十分广泛的。此外，伴随光纤技术的持续进步，光检测技术在应用中与声测技术的相互融合不断加深，从而使得其在局部放电中的应用越发广泛。
2.4 红外热像法
这种方法是借由对变压器表层局部区域温度异常升高现象的检测实现对其内部由于局部放电导致的电热能量转换现象的测定，进而实现对局部放电故障和实际状况的有效检测。这种方法在实际中通常应用于定性测量研究中，不过在针对绝缘结构较为复杂的变压装置开展局部放电检测时，其必须借助配套的计算机设备才能实现精准测定，这也在一定程度上对其更加广泛的运用造成了一定的阻碍[7]。
3 结语
局部放电现象是影响变压器正常运转的主要干扰因素之一，确保局部放电的有效控制是实现变压器长期有效运转的必要前提。鉴于此，针对变压器的实际运行特性和所处环境，操作人员应当对各类局部放电检测工艺进行充分的分析和研究，针对变压器运行实际情况选择适合的检测工艺，从而实现对局部放电故障的有效检测，为开展有针对性的治理提供有力保障。
参考文献：
［1］ 刘嘉林，董明，安珊，等.电力变压器局部放电带电检测及定位技术综述［J］.绝缘材料，2015，48（8）：1-7.
［2］ 肖天为，张强，黄炎光，等.特高频方法用于套管局部放电检测的可行性研究［J］.电网技术，2015，39（6）：1719-1724.
［3］ 钟理鹏，汲胜昌，崔彦捷，等.变压器典型缺陷局放特性及其带电检测技术研究［J］.高压电器，2015，51（3）：15-21.
［4］ 郑书生，陈金祥，李成榕，等.变压器绕组对局部放电特高频定位方法的影响［J］.高电压技术，2013，39（2）：324-329.
［5］ 梁钊，杨晔闻，叶彦杰.电力变压器局部放电检测方法探讨［J］.南方电网技术，2011，5（1）：85-89.
［6］ 赵晓辉，路秀丽，杨景刚，等.超高频方法在变压器局部放电检测中的应用［J］.高电压技术，2007（8）：111-114.
［7］ 王国利，郝艳捧，李彦明.电力变压器局部放电检测技术的现状和发展［J］.电工电能新技术，2001（2）：52-57.
论文作者:储后广
论文发表刊物:《河南电力》2018年14期
论文发表时间:2018/12/28
标签：局部论文; 变压器论文; 超声波论文; 现象论文; 电流论文; 电磁波论文; 检测方法论文; 《河南电力》2018年14期论文;