陈惠聪
（广东电网有限责任公司惠州博罗供电局 516199）
摘要：当前，我国电力行业的发展速度是非常快的，对电压的等级也是不断的提高，与此同时电压的提高就会产生局部的放电现象。由于局部放电产生的电流和周围介质之间的相互作用，就会产生一些热效应、带电质点的轰击以及生成活性物质，最为关键的是造成了绝缘性能老化。而绝缘性能老化以后，就会增加一些电力事故，因此对于变压器的局部放电检测技术的研究受到了世界各国的关注。随着局部放电的现象出现，周围环境中的就会产生超声波、高频辐射以及一些热效应，这就为检测变压器局部提供了很好的检测思路。在目前来看，对变压器的局部放电的检测主要有两种方法：电测法和非电测法。
关键词：电力变压器；局部放电检测技术；现状；发展
随着我国社会经济的发展对电力系统提出更高的要求，要求电压等级有所提高，容量也需要逐渐扩大，与此同时，在电力系统的发展过程中，智能化电网成为其未来发展的方向。为了使电力系统更加稳定运行，就对各种电力设备提出了更高的要求。在电力系统的各个设备之中，电力变压器是其中的一个重要设备，对电力系统的正常运行有着重要影响。随着超高压等电力变压器的挂网运行，用于设备周期性检修停电所引起的损失也在不断增大，而在衡量设备绝缘强度的各项标准之中，局部放电是其中的一项重要标准。故此，对局部放电进行监测对电力变压器的稳定工作有着重要的现实意义。
1.变压器局部放电检测研究现状
1.1超声检测法
用固定在变压器油箱壁上的超声传感器可以接收到变压器内部局放产生的超声波，由此来检测局放的大小及位置。通常采用的超声传感器是压电传感器，选用的频率范围为70-150kHz，目的是为了避开铁心的磁噪声和变压器的机械振动噪声。由于超声法受电气干扰小以及它在局放定位上的广泛应用，人们对超声法的研究较深入。但变压器内部绝缘结构复杂，各种声介质对声波的衰减及对声速的影响都不一样；目前使用的局放检测超声波传感器抗电磁干扰能力较差，灵敏度也不很高，这就增加了超声检测的难度。超声检测主要用于定性地判断局放信号的有无，以及结合电脉冲信号或直接利用超声信号对局放源进行物理定位。在电力变压器的离线和在线检测中，它是主要的辅助测量手段。随着对局放超声波测量研究的深入，有可能定量地分析放电强度及绝缘劣化程度。近年来，由于声电换能元件效率的提高和电子放大技术的发展，超声检测的灵敏度有了较大的提高，因而该方法的发展应用还是非常有希望的。
1.2光测法
光测法是将局放产生的光辐射经光电转换后检测光电流的特性以实现局放的识别。但光测法的设备复杂且昂贵、灵敏度低，在实际应用中受到限制。近年来，随着光纤技术的发展，将光纤技术和声测法相结合后提出了声-光测法。该技术利用声波压迫使光纤性质改变并导致光纤输出信号的特性改变，从而测得放电。
1.3化学检测法
当变压器中发生局部放电时，各种绝缘材料会发生分解破坏，产生新的生成物，通过检测生成物的组成和浓度，可以判断局部放电的状态。目前，该方法已广泛应用于变压器的在线故障诊断中。故障类型不同，故障程度也不同，气体的组成和浓度也不相同，由此建立起来的模式识别系统可实现故障的自动识别。但直到目前，仍然没有形成统一的判断标准。因为它对发现早期潜伏性故障较灵敏，但不能反映突发性故障。
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1.4脉冲电流法
这种方法研究最早，应用也最为广泛。它主要是将变压器等效成一个电容，局放时，其两端会产生瞬间电压变化，经过耦合电容引至检测阻抗上，就能够获得脉冲电流，与局部放电相对应，经过处理之后，可以获得变压器局放参数。这种方法也存在一定的缺陷，有以下几种：（1）当试品电容量较大时，就会受到耦合阻抗的限制，这样就会导致灵敏度有所降低；（2）检测频率低于1MHz时，所包含的信息量较少；（3）在离线状态时，灵敏度较高，但是在现场检测时，很容易受到外界干扰的影响。
1.5射频检测法
利用罗可夫斯基线圈从变压器中性点处测取信号，但无法分辨三相变压器局放所处相别，且信号易受外界干扰。随着数字滤波技术的发展，射频法在局放检测中已得到较广泛的应用。
1.6红外检测法
这项检测技术是对高压设备的某部位的温度进行拍摄并测量，以此来判断热故障。其工作原理是，若变压器被测的部位温度高于绝对温度，那么就会产生由热能转化出来的辐射能量，也是红外射线，进而利用红外探测仪的热成像原理，以此实现热点测量。这项技术的优势是实效性较强，能够在一定的距离内进行遥测，也可以直接进行测定，并且不受电磁场的干扰。但是因为变压器结构与传输过程具有一定的复杂性，当前，这项检测技术主要是针对以下一些变压器的外部故障：（1）导体连接不良；（2）冷却装置故障；（3）变压器套管故障等。
2.超高频局部放电检测
由于传统检测方法存在不足，继而出现了新的检测方法—超高频检测。变压器局部放电所产生的超高频（300—3000MHZ）电信号实现了电力变压器局部绝缘放电的检测和定位，并实现了抗干扰。采用超高频检测变压器局部放电主要优点有：一是局部放电脉冲能量几乎与频带宽成正比，当只考虑检测元件的热噪声对灵敏度的影响时，用超频宽带检测有更高的灵敏度；二是研究表明在变压器使用现场，变电站的背景、噪声和空气中电晕产生的电磁干扰频率一般很低，可用宽频法对其进行有效的抑制，用窄频法将其与局部放电信号加以区别。由此可见，用合适的超高频传感器可以测量真实的变压器绝缘中局部放电的性质和物理过程。目前，对于超频传感器的电力变压器局部放电检测，人们研究的较少。由于超高频检测法明显的优越性，可以预料未来该方法的应用是非常有前景的。同时，在放电量标定、放电严重程度判断、放电类型判别、检测方法选择和检测规程建立等方面仍需要大量的试验研究和经验积累。
3.局部放电检测技术未来的发展方向
脉冲检测法、超声波检测法以及各种非电检测法都是传统的检测局放的方法，而在上文所提到的超高频检测法则是近年来新提出的方法，它克服了传统的脉冲电流法中抗干扰能力弱的缺点，存在着一系列的潜在的优越性，因此在未来研发超高频检测法的过程中是一个努力的方向。此外，将计算机辅助技术运用到局放的检测中也是一个思路，这就是所谓的数字化局部放电检测。将超高频检测技术和数字化局部放电检测技术结合起来，将会是变压器局部放电检测技术的未来之路。
超高频检测和数字化检测两者的结合，在未来的变压器局部绝缘放电检测中将会发挥极为重要的作用。如：研究变压器中各种典型局部放电类型在超高频中的特征，建立变压器局部放电指纹库，利用数字化测量的处理方式，实现局部放电的自动识别等。要实现上述检测思路，还需要解决很多关键性的技术难题。总之，该方法在未来的应用中将有助于推动电力变压器局部放电检测理论和技术的发展，提高绝缘诊断的准确性和可靠性。
结论
超声波检测法、光测法和化学检测法等非电检测法均具有抗干扰性好等优点，因而在局放检测中将会进一步发展。脉冲电流法虽然测量频率低、频带窄，但其所得数据具有可比性，目前仍不可替代。射频法能检测远高于传统测量频率的局放信号，可消除干扰的影响，从而实现局放信号的精确提取。UHF法具有测量频带宽、抗干扰能力强等优点，并且满足变压器局部放电在线监测的要求，因此将成为变压器局放在线检测的主流技术。
参考文献：
[1]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与发展[J]．电工电能新技术，2001，2：52-57.
[2]邱昌容，王乃庆．电工设备局部放电及其测试技术[M]．北京：机械工业出版社，1994.
[3]王国利，郝艳捧，贾志东，等．电力变压器典型局放模型放电脉冲的特性研究[J]．高电压技术，2001，27（2）：5-8.
论文作者:陈惠聪
论文发表刊物:《河南电力》2018年20期
论文发表时间:2019/4/29
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