摘要：在人们生活水平不断提升的时代背景下，科学技术的发展加大了对电力能源的需求。电力变压器作为输送变电的重要设备，是确保电力变压器可靠稳定运行的关键。当电力变压器运行的时间比较长之后，就会存在绝缘裂化现象，因此，导致电力变压器出现局部放电问题，从而引发电力故障和事故。鉴于此，本文就电力变压器局部放电的电气诊断技术展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：电力变压器；局部放电；电气诊断
1.电力变压器的定位方法
1.1超声波检测法
超声波定位检测方法的原理是利用电脉冲信号和超声信号之间的时间延时来定位。在当前使用过程中，超声波技术发展成熟，具有携带方便、抗干扰性等优点，所以称为研究的热点。使用超声波检测方法进行局部放电定位时，需要首先选择一路贴在变压器箱体上的传感器作为基准参考，然后检测放电信号传播到其他传感器与基准参点之间的相对延时时差来计算放电的位置。
1.2特高频检测法
局部放电的变压器会产生特高频的电磁信号本身有很好的抵抗干扰能力，并且电磁波的传播速度相对较快，可以根据其特性进行放电迅速定位。由于特高频的电磁波自身的局限性很难穿透金属物，但是电力变压器的组成结构比较复杂，绝缘纸板和绕组等等都会对电磁波的传播产生一定的影响。如何避免该因素的影响也需要进一步研究。在油纸复合绝缘的介质中，电磁波被干扰和损耗的影响很小，但是在良导体里面电磁波传播的损耗很大，在测试过程中要全面考虑。
1.3化学检测法
电力变压器在发生局部放电故障时，经常会产生绝缘材料的分解和破坏，从而生成新的组成物，把新的生成物进行分解和检测，形成有效的判断据。化学检测方法能够很好的抵抗电磁干扰，本身具有便捷经济自动识别的功能。但是也存在一定的缺点，因为电力变压器局部放电导致新的生成物产生时间较长，所以在检测过程中，不能对突发性的故障进行检测，只能检测早期的问题。此方法只能有针对性的检测，不能实现批量检测，在使用气体传感器检测生成物时，其灵敏性较高，所以容易导致检测的结果有误差。
1.4红外热像法
红外热像方法主要是利用红外线仪器对电力变压器局部放电时产生的能量转换来对其局部放电区域内的温度变化进行检测。其特点是操作方便，容易上手，其结果显示直观准确，但是对变压器内部故障无法检测，只能对其表面放电检测。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.变压器高频局部放电检测原理
2.1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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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.电力变压器局部放电的电气诊断技术
3.1局部放电试验电源的频率、电压及持续时间和判断
（1）电压频率、电压及持续时间。为保证在被试变压器加试验电压时，铁心不饱和的前提下，尽量减小试验电源频率，以利于减小补偿电感的容量。这是由于局部放电试验是对电压很敏感的试验。只有当内部缺陷的场强达到起始放电场强时，才能观察到放电。因此，试验标准对加压幅值及持续时间、试验接线等都作了明确的规定，必须严格按标准进行加压试验，才能对设备的局部放电性能作出正确的评估。（2）判断变压器局部放电的水平。就是在规定施加电压及持续时间30min内，一般应不超过相应规定的放电量标准，并要观察其起始和熄灭电压及随所施加电压的发展趋势；试验时变压器中性点应接地。
3.2变压器局部放电故障的判断
变压器的局部放电故障，可能发生在任何电场集中或绝缘不良的部位，如固体绝缘材料或变压器油中的气泡，高压绕组静电屏出线，高电压引线，相间围屏以及绕组匝间等处。严格说，变压器内部总存在程度不同的局部放电。这种一时尚未贯通电极的放电，如果涉及固体绝缘，严重时会在绝缘上留下痕迹，并最终发展为电极间的击穿。而对于严重的局部放电故障，由于有些发展为击穿的时间较短，并且油色谱分析的特征往往不明显，这些都给及时诊断带来困难。
在对变压器进行油色谱分析时，考虑到放电故障总伴随有乙炔和氢的成分，如果乙炔占总烃较大比例（例如30%及以上），或乙炔达数十μL/L，而变压器仍能运行（或轻瓦斯保护动作），一般可判断为电位悬浮放电。如果乙炔和氢的成分增长，并伴随一氧化碳增加，应怀疑存在涉及绝缘的局部放电，必须迅速查明原因，及时处置。局部放电测试包括电气法和超声波法，测试应尽量按国家标准规定的加压方法，使变压器主、纵绝缘均承受较高的电压，使放电缺陷明显的暴露出来。
为了准确的诊断，除熟练掌握有关试验方法和判断标准外，还需要对变压器结构有充分的了解，以利于通过各种试验手段并进行初步分析判断后查找故障部位。首先对变压器附件。如冷却器和套管等仔细检查，确定其存在故障的可能性。对变压器本体（包括分接开关）的检查主要有两种方法:即放油进箱检查和吊罩检查。放油进箱检查省时省力，是优先考虑采取的检查步骤；缺点是对进箱检查人员技术素质要求高，而且有些部位不容易检查到。发现电力变压器的局部放电故障，可能是因为运行中的色谱分析异常或轻瓦斯保护动作。也可能是因其他预试中的结果超标。但局部放电故障与击穿故障是有根本区别的，击穿故障是电极之间（例如高压对地或相间等）的击穿，已造成变压器绝缘的严重损坏，而局部放电故障是一种可能发展为击穿，但尚未贯通电极的放电故障。
结语
严格说，变压器内部总存在程度不同的局部放电。这种尚未贯通电极的放电，如果涉及固体绝缘，严重时会在绝缘上留下痕迹，并最终发展为电极间的击穿，对于严重的放电故障，有时发展为击穿的时间短，给及时诊断带来困难，并且局部放电时，油色谱分析的特征往往不明显，这也是目前变压器故障诊断的难题之一。
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论文作者:高奇峰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/8
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