盛敏超，連志鵬

（國網(wǎng)九江供電公司，江西九江 332000）

0 引言

電力變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，其絕緣狀況的好壞直接影響著電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展和電壓等級(jí)的提高，局部放電已經(jīng)成為電力變壓器絕緣劣化的主要原因之一，因而局部放電的檢測(cè)與評(píng)價(jià)也就成為變壓器絕緣狀況檢測(cè)的重要手段。無論是研究機(jī)構(gòu)、制造廠商，還是電力系統(tǒng)，都越來越關(guān)心局部放電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，并廣泛的把局部放電檢測(cè)作為變壓器絕緣質(zhì)量監(jiān)控的重要指標(biāo)。由于人們非常關(guān)注電力變壓器運(yùn)行的安全問題，所以對(duì)其局部放電機(jī)理和檢測(cè)方法進(jìn)行了大量的研究。

局部放電過程中會(huì)產(chǎn)生電脈沖、電磁波、超聲波、光、局部過熱、和化學(xué)反應(yīng)（氣體生成物）等現(xiàn)象。局部放電的檢測(cè)以局部放電所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象為依據(jù)，通過能描述該現(xiàn)象的物理量來表征局部放電的狀態(tài)。則相應(yīng)的就出現(xiàn)了電脈沖檢測(cè)法、電磁波檢測(cè)法（超高頻法）、超聲波檢測(cè)法、光檢測(cè)法、和氣相色譜檢測(cè)法等多種檢測(cè)方法。

超高頻檢測(cè)法是通過檢測(cè)變壓器局部放電的超高頻電磁波信號(hào)來獲得局部放電信息。在變壓器局部放電測(cè)量時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)的頻譜范圍一般小于300MHz，且在傳播過程中衰減很大，若檢測(cè)局部放電產(chǎn)生的數(shù)百M(fèi)Hz以上的電磁波信號(hào)，則可有效避開電暈等干擾，大大提高信噪比。正是由于超高頻法的特點(diǎn)及變壓器箱體的屏蔽效果，使其測(cè)量變壓器的抗干擾能力優(yōu)于目前傳統(tǒng)局部放電檢測(cè)法，利于變壓器局部放電的帶電檢測(cè)。

九江供電公司電氣試驗(yàn)一班使用的是北京國電迪揚(yáng)代理的PDS100儀器。PDS100是一款手持式，電池供電的用于變電站局放測(cè)試的儀器。儀器采用無線電頻率掃描測(cè)試技術(shù)，其非侵入式的、在線測(cè)試因局放產(chǎn)生的聲音信號(hào)。PDS100設(shè)計(jì)用于檢測(cè)來自于變電站設(shè)備的局放信號(hào)。PDS100可用于任何變電站而不必接觸帶電部位。

1 案例描述

年度檢修對(duì)市中220 kV變電站進(jìn)行全站非接觸超高頻局放巡檢測(cè)試。檢測(cè)人員在使用非接觸超高頻（UHF）方法檢測(cè)過程中發(fā)現(xiàn)220 kV2號(hào)主變場(chǎng)區(qū)測(cè)試點(diǎn)，頻域掃描模式下50 MHz-1 000 MHz頻段測(cè)試曲線相對(duì)變電站背景信號(hào)有一個(gè)很寬頻帶的信號(hào)提升。在2號(hào)主變臨近的1號(hào)主變場(chǎng)區(qū)，以及2號(hào)主變220 kV出口避雷器處選取測(cè)試點(diǎn)，頻域掃描測(cè)試曲線相對(duì)背景信號(hào)的提升明顯減弱，時(shí)域模式也未見明顯放電特征信號(hào)，確認(rèn)了放電信號(hào)來自2號(hào)主變本體。在2號(hào)主變本體周圍選取測(cè)試點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)在10 kV出現(xiàn)位置，頻域測(cè)試曲線相對(duì)背景信號(hào)提升達(dá)到最大值，時(shí)域模式下多個(gè)頻段均監(jiān)測(cè)到明顯放電信號(hào)。

2 檢測(cè)分析方法

現(xiàn)場(chǎng)在距離變電站內(nèi)設(shè)備約30 m處，采集50 MHz-1000 MHz各頻段信號(hào)強(qiáng)度形成基線軌跡圖譜（背景信號(hào)）作為比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)。隨后在被試設(shè)備處再次觀測(cè)50 MHz-1000 MHz各頻段信號(hào)強(qiáng)度，并與基線軌跡圖譜進(jìn)行對(duì)比，觀察兩者的偏差。在兩者幅值偏差較大的頻段切換到時(shí)域模式下，觀察該頻段是否有典型放電特征信號(hào)。

在完成頻域背景信號(hào)（圖1中紅色曲線）采集后，將背景信號(hào)設(shè)置為對(duì)比基線，然后再次啟動(dòng)頻域掃描模式，按照既定巡視路線對(duì)全站高壓一次設(shè)備進(jìn)行巡視。

圖1 市中220 k V變電站背景信號(hào)頻域測(cè)試曲線

當(dāng)巡視至220 kV2號(hào)主變位置時(shí)，發(fā)現(xiàn)頻域測(cè)試曲線相對(duì)基線有明顯提升。隨后以2號(hào)主變?yōu)橹行?，在臨近間隔選取測(cè)試點(diǎn)采集頻域信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)臨近1號(hào)主變場(chǎng)區(qū)、2號(hào)主變220 kV出口避雷器處頻域信號(hào)的提升現(xiàn)象均有所減弱（如圖2、3所示），時(shí)域模式下也未見明顯放電特征信號(hào)（如圖4所示）。

圖2 1號(hào)主變頻域測(cè)試曲線（紅：基線，綠：1號(hào)主變處信號(hào)）

圖3 2號(hào)主變220 k V出口避雷器處頻域測(cè)試曲線（紅：基線，綠：出口避雷器處信號(hào)）

圖4 1號(hào)主變時(shí)域測(cè)試曲線

確認(rèn)信號(hào)源來自2號(hào)主變本體后，在2號(hào)主變周圍選取測(cè)試點(diǎn)，220 kV位置信號(hào)提升現(xiàn)象較弱，110 kV位置提升現(xiàn)象有所增強(qiáng)，在10 kV位置，頻域測(cè)試曲線相對(duì)背景信號(hào)提升達(dá)到最大值（圖5），且時(shí)域模式下多個(gè)頻段均監(jiān)測(cè)到明顯放電特征信號(hào)（圖6）。

圖5 2號(hào)主變220、110、10 kV側(cè)頻域?qū)Ρ葴y(cè)試曲線（紅：基線綠：220 黑：110 藍(lán)：10）

圖6 2號(hào)主變10kV側(cè)中心頻率分別為400MHz.、450MHz、500MHz、550MHz、600MHz、時(shí)800MHz，帶寬6MHz時(shí)域信號(hào)測(cè)試曲線

由此可以判斷放電位置在2號(hào)主變10 kV側(cè)附近，具體放電位置還需通過其他檢測(cè)手段精確定位。

3 結(jié)束語

1）非接觸超高頻局放測(cè)試技術(shù)應(yīng)用于變電站高壓一次設(shè)備巡檢，能夠?qū)Ω鞣N類型的設(shè)備進(jìn)行全面檢測(cè)。采用手持式終端，檢測(cè)過程中測(cè)試人員按照預(yù)先設(shè)定的合理巡視路線對(duì)全站設(shè)備輻射的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，相對(duì)其他檢測(cè)手段極大地提高了測(cè)試效率，能夠從大范圍巡視區(qū)域中快速檢測(cè)出存在疑似放電現(xiàn)象的設(shè)備。

2）非接觸超高頻局放測(cè)試技術(shù)在定位精度上存在不足，特別是當(dāng)設(shè)備布置緊湊，只能判定信號(hào)源的大致區(qū)域，對(duì)于故障診斷而言能夠提供的信息明顯不足。因此在實(shí)際操作中需要配合其他多種檢測(cè)手段，針對(duì)信號(hào)源進(jìn)一步精確定位。