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摘要：随着人们生活水平的提高，科学技术的发展，对电力的需求也逐渐增大。电力变压器是输送变电的关键设备，是保障电力变压器的稳定可靠运行成为重要环节之一。电力高压器局部放电试验是检查变压器结构是否合理、工艺水平好坏以及变压器内部是否存在局部放电现象的重要试验手段，是保证变压器安全运行的重要指标。
关键词：电力变压器；局部放电；诊断
1变压器基本概念
变压器运行时，其内部存在着极不均匀的电场，而且其内部结构相当复杂，在内部绝缘材料中还存在油隙和气隙，当变压器内部的电场强度达到一定值时，就有可能会发生局部放电。局部放电最直接的影响就是引起一部分原子或分子在电介质中移动，每一次局部放电过程就是这些移动的原子或分子产生电离或去电离的过程。在电场的作用下由电子碰撞产生正负电荷或由于局部电流密度过大导致部分电介质形成等离子体，从而发生电离。去电离是由移动的正负电荷相互中和释放能量，产生新的原子或分子的过程。每一次局部放电都会产生脉冲电流引起电介质外部电极上的电压变化；另外伴随电离或去电离的过程所引起局部放电过程持续时间极短，电介质中产生的脉冲电流也是微秒级的，且电介质内部会出现电磁波、超声波、声波等物理现象。引起局部放电的原因有很多，主要是外施电压和电流，因此，局部放电主要分为电场型放电和电流型放电。作用在电介质上的电场强度过高，或电介质耐受电场强度过低，都有可能形成电场型放电。一般电场型放电是由于过高的电场强度作用于耐受电场强度过低的电介质上而引起的放电。电流型放电是由于电动力或机械力作用使导体中的电流进入电介质而形成的。
2变压器局部放电在线监测的意义
随着城市建设的迅速发展和人们生活质量的逐渐提升，人们对电力的依赖越来越大，提供稳定可靠的电力系统越来越为重要。城市化的重要枢纽处的大型变压器承担的输送电力的重要任务，如果发生故障将会造成以片为区域的民用和工业等停电事故。鉴于电力设备的重要性，保证电气设备的稳定安全运行可以从以下两方面来避免，一方面可以使用质量较为可靠和绝缘强度较好的绝缘材料，另一方面要定期检测电气设备的绝缘情况，有损坏时及时更换和处理，减少因此导致的电气事故发生。在实际测试和总结的电气设备损坏统计中，发生绝缘破坏的主要原因是变压器局部放电导致的。因此检测变压器局部放电情况，能够凸显出电气设备的绝缘状态，能够第一时间检测到运行的电气设备绝缘情况，参考其检测结果来判断是否存在局部放电隐患存在。此项工作对于电力系统的稳定安全运行具有重要的意义。
3电力变压器局部放电的定位技术
3.1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。
3.2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。
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3.3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。
4局部放电检测技术
4.1脉冲电流法
脉冲电流法具有专门的测量标准，主要是将检测阻抗或电流互感器直接接入到检测回路之中，进而获取变压器各接地线与绕组。从局部发生放电而引起的脉冲直流，同时结合数字化信号对其进行系统的整合与处理，可得出局部放电的有关信息。通过分析得知，脉冲电流法在离线测量上的灵敏度极高，不但可以测量局部放电量，还可以对局放点进行定位。由于脉冲电流法有很多不足，所以目前一般采用由罗果夫斯基线圈所制的电流互感器进行脉冲电流信号的提取，这样不仅能够使检测回路与被测变压器之间依靠磁耦合而没有电气联接，而且还可以在一定程度上降低电气对其产生的干扰。
4.2高频（射频）电流法
高频电流法是基于传统脉冲电流法延伸出的一种非电接触式的局部放电测量方法，采用高频罗氏线圈来替代测量阻抗，从耦合回路中取得由局部放电产生的陡脉冲电流信号。由于该方法信号响应引入测量回路的等效阻抗极小，且可穿套于试品接地线或接地扁铁上实现非电接触式测量，对设备正常运行不构成影响。实际带电检测中，该方法多采用开环式结构的罗氏线圈进行检测。
4.3超声波法
在试验变压器电压下出现的局部放电会产生超声波，并快速向四周的介质传播。如果产生了高频的电气扰动，并向与它有连接的所有电气回路传播，就证明变压器内部存在着局部放电现象。超声波法是有效诊断电力变压器局部放电故障的重要手段，结合超声测试与局部放电的测量方法，能精确检测出变压器内部发生局部放电的故障点，还可定性测量局部放电的变化情况，由于超声波法的原理简单，在电力系统中已得到普遍应用。
5局部放电试验电源的频率、电压及持续时间和判断
5.1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。
5.2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。
6电力变压器局部放电的表现形式和危害
局部放电表现为火花放电、辉光放电、亚辉光放电三种表现类型，火花放电属于脉冲型，辉光放电属于非脉冲型，亚辉光放电属于脉冲型和非脉冲型的过渡形式。局部放电造成的破坏是经过长期的累计从而表现出来，多数情况下局部放电不会造成击穿性的破坏，但是有可能破坏到机电介质的的局部损坏。长期存在局部放电的隐患会导致绝缘装置的电器功能降低，造成危害。
总结：
电力变压器的构成结构较为复杂，想要在出现故障第一时间快速准确的定位其放电故障点困难相对较大。在不同场景中，测试检测方法也不相同，需要反复通过多种检测方法联合检测，逐渐提高检测手段和方法，保障电力系统的稳定安全运行。
参考文献：
[1]张军.电力变压器局部放电的电气诊断技术[J].科技致富向导，2013（35）
[2]周昆龙.电力变压器局部放电的检测与诊断方法[J].黑龙江科学，2015（06）
[3]朱仁.浅谈电力变压器局部放电的电气定位及诊断[J].低碳世界，2015（12）
论文作者:邓立军1,施伟枫2
论文发表刊物:《河南电力》2018年21期
论文发表时间:2019/5/21
标签：局部论文; 变压器论文; 电流论文; 脉冲论文; 电介质论文; 电场论文; 电压论文; 《河南电力》2018年21期论文;