摘要：带电检测是发现设备潜伏性运行隐患的有效手段，是电力设备安全、稳定运行的重要保障。本文主要探讨了变压器状态诊断中带电检测技术的应用。
关键词：变压器；状态诊断；带电检测技术；应用
1.带电检测技术简述
带电检测技术是指在设备带电运行条件下，对设备状态量进行的现场检测，以设备存在缺陷时产生的声、光、电、磁、热等异常现象为突破口，重点监测振动、超声波、电磁波、发热等参数，在发现设备潜在性运行隐患中发挥了实际效用。根据先进的带电检测、状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，能够及时开展电力设备的健康状态评价，判断设备异常，通过特殊的试验仪器、仪表装置、对被测的电气设备进行特殊的检测，可用于发现运行的电气设备所存在的潜在性故障。
2.变压器状态诊断中带电检测技术的具体应用
2. 1高频局部放电检测
变压器高频局部放电检测就是在不停电的情况下，通过安装在变压器的铁芯、夹件或套管末屏接地线上的高频电流传感器和专用仪器来检测由局部放电而产生的高频脉冲电流。其检测信号频带一般为3 -30 MHz，采用硬件滤波和软件滤波相结合的方式去除电磁干扰噪声。
高频局部放电检测表征局部放电特征的图谱主要是PRPD相位图谱和等效频率一等效时间图谱。PRPD图谱是局部放电相位分布图谱，横坐标表示相位，纵坐标表示幅值，根据脉冲的分布情况可以判断信号主要集中的相位、幅值及放电次数，进而判断放电类型。等效频率-等效时间图谱是将放电脉冲进行时域和频域变换，计算得到每个脉冲的等效频率和等效时间，根据等效频率和等效时间确定每个脉冲在该图谱上的位置。
变压器高频局部放电检测的诊断主要是将检测到的图谱与典型放电图谱进行比对，进而判断是否存在局部放电及具体放电类型。无典型放电图谱时判断为正常;在同等条件下同类设备检测的图谱有明显区别时判断为异常;具有典型局部放电图谱时判断为缺陷。
2. 2特高频局部放电检测
变压器局部放电通常发生在变压器内的油纸绝缘中，脉冲宽度多为纳秒级，能激励起1 GHz以上的特高频电磁波。变压器特高频局部放电检测通常选择将传感器安装在油阀处，通过特定接口将特高频信号接入检测仪器，然后再进行信号分析处理。其检测信号频带范围一般为300-3 000 MHz o
变压器由于器身基本没有非金属缝隙，特高频信号很难传出，现场检测只能通过内置传感器进行。传感器置于变压器油箱内，可以有效屏蔽外部干扰，同时特高频信号频段高，能够避免低频背景噪声和电晕干扰，可以极大的提高局部放电检测的灵敏性和抗干扰能力。因此，特高频局部放电检测具有良好的应用前景和工程价值。
特高频局部放电检测表征局部放电特征的图谱主要是PRPS图谱和PRPD图谱，PRPS 图谱是一种实时三维图，将带有相位标识的放电脉冲按时间先后显示出来，3个坐标轴分别代表相位、时间，信号幅值。PRPD图谱与高频局部放电检测中的相位分布图谱所表示的特征相同。
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特高频局部放电的诊断分析可以通过放电幅值的大小对比判断，但更重要的是将PRPS图谱和PRPD图谱的特征与变压器内部典型放电图谱进行对比。判断方法和缺陷等级定义与高频局部放电检测相同。
2.3油色谱分析
不同的变压器故障及严重程度会产生不同的气体成分并溶解于变压器油中。20世纪70年代初，电力系统开始将油中溶解气体分析技术应用于变压器内部故障诊断。多年来，随着实践经验的累积，取样、脱气方法的不断改进，诊断方法也取得了很大发展。可以有效判断变压器设备老化、过热、受潮、放电等早期故障，已经成为保障变压器设备安全运行极为有效且必不可少的技术监督手段。 油中溶解气体分析技术按照工作原理分为气相色谱法、光声光谱法、红外光谱法等。目前电力系统绝大部分仪器采用气相色谱法，主要为实验室色谱仪和色谱在线检测装置，也有少部分便携式色谱仪用于现场检测。目前油色谱故障诊断常用的是GB /T 7252-2001价变压器油中溶解气体分析和判断导则》所推荐的方法。主要有特征气体法、三比值法等。
变压器油色谱分析是极为成熟的变压器带电检测手段，应加强其在变压器全过程技术监督中的应用，保证检测周期，并按国网公司要求220 kV及以上主变宜安装油色谱在线监测装置。
2.4铁芯、夹件接地电流检测
变压器在正常运行时，铁芯和固定铁芯的金属构件、零件、部件等处于强电场中，在电场的作用下，具有较高的对地电位。如果铁芯不接地，在电位差的作用下，会产生断续的放电现象;如果铁芯有两点及以上接地，铁芯中磁通变化时会在接地回路中产生感应电流。接地点越多，环流回路越多。这些环流会导致空载损耗增大、铁芯温度升高。当环流足够大时，将烧毁接地连片产生故障，甚至可能烧损铁芯。因此，变压器铁芯必须保证一点接地，而带电检测变压器铁芯、夹件接地电流极为必要。现场检测常采用高精度的钳形电流表进行。由于变压器内部的漏磁通可能通过箱体法兰等气隙处发散到箱体外，会对检测造成干扰。检测时应选择数值较小的测量点作为检测结果，同时尽量保证每次检测位置一致，方便进行趋势分析。
对铁芯、夹件绝缘较低或重要用户的变压器，为方便实时掌握其状态，可安装铁芯接地电流在线监测装置。
2.5红外热像检测
3.总结
综上所述，市场经济发展以及城镇一体化建设进程加快，使得我国各个行
业对电力需求在不断提高，这给电力行业发展提供有利条件。电力部门必须进一步加强对变压器等设备状态诊断、检测与维护工作，这样才能为后期故障排除以及处理工作提供科学的参考依据。在采用带电检测技术时，技术人员必须根据检测历史数据以及实际情况对整个检测过程进行实时把控，这样才能进一步保证整个检测工作的质量以及数据的准确性，为维护电网的运行稳定与安全提供保障。
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论文作者:邱俊1,何昌俊2,陈洋2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第25期
论文发表时间:2019/2/13
标签：变压器论文; 图谱论文; 局部论文; 设备论文; 铁芯论文; 相位论文; 检测技术论文; 《电力设备》2018年第25期论文;