摘要：针对发电厂高压电气设备放电检测方法展开探讨和研究，阐述了高压电气设备放电检测的常用方法，针对紫外光信号在发电厂高压电气设备放电检测中应用的试验进行了探讨。
关键词：发电厂；高压电气设备；放电检测；方法
近年来，电力系统发展迅猛，但是由于传输装置的局部放电导致的设备损毁也相应提高，局部放电检测得到了越来越多的重视，而放电的强度决定于电场强度，在高压电气设备的放电过程中，高压电气设备绝缘结构大都具有极不均匀电场特征，因此会产生电晕，而电晕会带来很多不利影响放电除产生脉冲电流信号外，还会辐射出光、热、声、电磁波等征兆信号，因此从理论上说只要能探测到这些特征信号就可以实现放电的检测。目前传统的放电的检测方可分为基于电的检测方法和非电检测方法，主要包括:脉冲电流法、超声波法、红外成像法、超高频法•基于紫外光检测等，下面对其分别展开探讨。
一、脉冲电流法
脉冲电流法是检测高压设备放电最直接也是研究相对成熟、应用相对较早的方法。基本原理是放电产生的电荷通过传导和电容藕合可在高压设备接地回路中形成脉冲电流，利用穿心电流传感器或检测阻抗可检测到该信号，该方法所采用的传感器一般由罗格夫斯基线圈组成，而且分为窄带和宽带两种，其中，窄带传感器频宽1 OkHz左右，中心频率在在20-30kHz之间(也有高一些的)，灵敏度和抗干扰能力都相对较好，只是输出会产生畸变;而宽带传感器带宽可以达到1 OOkHz及其以上(中心频率在200}400kHz左右)，分辨率高，只是在信噪比方面表现一般[2s}。
脉冲电流法已广泛应用于变压器、发电机、GIS以及绝缘子等设备的放电检测，还可以获得设备放电的视在放电量，是目前应用最为广泛的一种方法，为此IEC还制定了专门的检测标准。
但脉冲电流法在试验电容量大的时候，灵敏度会受藕合阻抗的影响而降低，抗干扰能力不是很高，另外在现场受到设备结构上的限制，除了外界干扰严重外，传感器的安装也相对比较困难，甚至难以安装，且一套检测装置往往只能检测一套设备或电气元件，而实际电网中的设备数量很多，如线路上的绝缘子串，若每
一绝缘子串都安装相应的检测设备，存在成本高、安装维护困难的不足。
二、超声波检测法
设备表面放电时，随着电能量的释放过程，对周围的介质产生压力，从而引起空气振动，造成声波发射现象。声波信号的幅值与放电能量的平方根成正比，这又是利用超声波检测法的基础。由于局部放电每次持续时间较短，声波的频谱范围较宽。通过装置在高压电气设备上的超声波传感器接收高压设备局部放电的超声波，来检测设备放电时声波的幅值，可以判定放电强弱，从而了解高压设备的运行状态[X26-29}。该方法的主要优点就是受电气干扰比较小，而且伴随着超声波技术和电子放大技术的发展，超声波检测法的灵敏度得到了很大的提高，因此得到了很好的研究和应用。
但高压设备早期的放电往往比较微弱，再加上检测现场干扰因素很多(比如高压设备内部的复杂结构，传播超声波的介质也不尽相同等)，以及灵敏度低，基于上述原因，超声波法的抗电磁干扰能力弱，且难以准确定位放电位置，这样就会给放电的检测带来困难，该方法更适合判断由于污移等原因造成的较为明显的局部放电。
三、红外成像法
红外成像技术已经比较成熟，可以做到不停电在线监测，电晕放电过程中也会伴随着发热现象，但实际的测试表明在一般的电晕等弱放电情况下，其设备的发热非常不明显。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般只有当设备表面存在较强的放电，如污移绝缘子出现了电弧放电时，表面的泄漏电流和放电可引起局部区域的温度较显著升高，此时利用红外成像法能检测到高压电气设备表面相应放电的位置，从而进行分析和判断。但是当高压设备表面当放电很弱时温度的变化并不明显，难以通过红外热像加以区别，存在检测盲区。而且该方法受环境影响较大，太阳和背景辐射的干扰、光谱发射率的选定、对焦情况、气象条件等均会对检测结果造成影响，且在定量方面也缺乏深入的研究。因此，在实际应用中还受到一些限制。
四、超高频(UHF )局部放电检测技术
鉴于上述几种技术的缺陷，又随之出现了新的放电检测法也即超高频(UHF)局部放电检测技术。放电脉冲的上升沿往往很陡峭，可激发出高频电磁波辐射(300-3000Mhz的电信号)，为避免现场的干扰信号，现在多侧重于利用超高频法进行放电检测，超高频检测又分为超高频窄带检测和超高频超宽频带检测。前者中心频率在SOOMHz以上，带宽十几MHz或几十MHz，后者带宽可达几GHz o由于超高频超宽频带检测技术有噪声抑制比高、包含信息多等优点受到人们的关注，通常所说的超高频检测技术即指超高频超宽频带检测。超高频的检测方已经应用于GIS、发电机和变压的放电检测。但超高频法同样存在难以定位放电位置的不足。
五、基于紫外光信号检测
根据高压电气设备的放电其中的紫外光特性和太阳地面光谱的对比，利用“太阳盲区”，即波长低于280nm的波段，来检测紫外光信号从而获得电晕的放电情况。目前，这一技术已经用于实际的高压电检测，但是仍然存在着很多未解决的问题。
目前基于紫外光信号检测高压电气设备电晕放电的主要有两种方法，一种是基于紫外脉冲法，核心器件是紫外传感器，通过接受电晕放电的紫外信号，转换为电信号，进一步的数据处理来获得响应的信息，紫外传感器一般选择日本的HAMAMATMU公司的日盲型紫外传感器;另外一种是紫外成像法，主要是通过紫外成像仪来获得发的设备的紫外图像，直观的反应出放电的情况，包括放电位置、放电强度等，但是紫外成像仪主要是国外发展成熟，而国内尚处于起步阶段，紫外成像仪价格昂贵，成本较高。
六、结束语
随着国民经济的快速发展，人类社会对能源的需求越来越大，尤其是电力的需求。电力设备在制造、运输、安装和运行中不可避免的会产生绝缘缺陷，导致绝缘系统的破坏，产生设备放电情况。据统计，我国主要电网中由于电气设备故障而直接引发的电网事故约占事故总量的 1/3，仅仅比雷电灾害少，而放电是造成电力设备绝缘系统恶化的主要因素，因此若能对高压设备放电做到早发现、早处理，准确定位放电位置，对提高电网的安全稳定运行具有十分重要的意义。
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论文作者:陈志敏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
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