孫曉鳳，陳偉宇

雞西市郊區(qū)農(nóng)電局

電力變壓器局部放電檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展

孫曉鳳，陳偉宇

雞西市郊區(qū)農(nóng)電局

我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展正在逐漸的加快和完善，對(duì)于電力系統(tǒng)的故障檢驗(yàn)的技術(shù)也變得更為先進(jìn)，但是，在電力系統(tǒng)之中，局部放電依舊是電力系統(tǒng)檢測(cè)之中的難點(diǎn)，限制了電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，本文對(duì)于電力系統(tǒng)之中局部放電的檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，并對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展未來(lái)進(jìn)行了一定的探討。

電力變壓器；局部放電；檢測(cè)技術(shù)

一、局部放電檢測(cè)對(duì)于電力系統(tǒng)的影響

在近些年的電力系統(tǒng)的發(fā)展之中，我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展和電壓等級(jí)都得到了很大的發(fā)展，局部放電的檢測(cè)已經(jīng)成為在電力系統(tǒng)之中，檢測(cè)變壓器中絕緣設(shè)置的劣化程度的重要的檢測(cè)指標(biāo)。局部放電檢測(cè)的結(jié)果對(duì)于當(dāng)前的電力系統(tǒng)之中的各元件的升級(jí)和檢修的重要指標(biāo)，我國(guó)的各個(gè)電力系統(tǒng)的研究和實(shí)踐部門都開(kāi)始關(guān)注局部放電檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，以便于進(jìn)一步升級(jí)國(guó)家的電力系統(tǒng)。

二、現(xiàn)階段的局部放電檢測(cè)技術(shù)

在當(dāng)前的局部放電的檢測(cè)之中，一般會(huì)使用電磁脈沖檢測(cè)、超聲波檢測(cè)法等多種檢測(cè)手段對(duì)局部放電過(guò)程之中的物理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)，在接下來(lái)的內(nèi)容之中，本文對(duì)現(xiàn)階段局部放電檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了分析和探討。

1、超聲波檢測(cè)

在變壓器的局部放電之中，超聲波就是局部放電會(huì)產(chǎn)生的一種物理現(xiàn)象中的一種，因此，使用固定在變壓器上的超聲波檢測(cè)裝置就可以對(duì)局部放電的程度進(jìn)行檢測(cè)。

在超聲波檢驗(yàn)法之中，常使用的儀器是壓電傳感裝置，其目的是為了避免變壓器之中鐵心的噪聲干擾和內(nèi)部的機(jī)械噪聲的干擾。由于超聲波檢測(cè)屬于聲波類的檢測(cè)過(guò)程，因此，這種檢測(cè)方法不會(huì)受到變壓器內(nèi)部的電氣干擾，檢測(cè)局部放電的準(zhǔn)確度較高。

但是超聲波檢測(cè)也存在其固有的缺陷，聲波的傳播會(huì)受到各種介質(zhì)的影響，從而影響超聲波檢測(cè)的結(jié)果，進(jìn)而對(duì)局部放電現(xiàn)象產(chǎn)生誤判。在變壓器的內(nèi)部，其不同結(jié)構(gòu)的材質(zhì)也不同，對(duì)于超聲波檢測(cè)的結(jié)果會(huì)有很大的影響，目前在局部放電檢測(cè)之中的超聲波檢測(cè)器的抗干擾能力差，在加上超聲波檢測(cè)所固有的缺陷，增加了超聲波檢測(cè)的難度，降低了超聲波檢測(cè)的精確度。

2、光測(cè)法

在變壓器的局部放電之中，除了會(huì)產(chǎn)生電磁輻射和超聲波之外，還會(huì)在變壓器的內(nèi)部產(chǎn)生光輻射。因此，通過(guò)對(duì)變壓器內(nèi)部光輻射的強(qiáng)度的測(cè)量，可以對(duì)變壓器局部放電的情況進(jìn)行了解。這就是光測(cè)法檢測(cè)局部放電情況的原理。

光測(cè)法主要是通過(guò)光電轉(zhuǎn)換的方法對(duì)變壓器內(nèi)部的光輻射的強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量和量化，光測(cè)法的研究之中表明，在光電轉(zhuǎn)換后,通過(guò)檢測(cè)光電流的特性可以實(shí)現(xiàn)局部放電情況的識(shí)別。雖然在實(shí)驗(yàn)室中利用光測(cè)法來(lái)分析局放特征，及絕緣劣化機(jī)理等方面取得了很大進(jìn)展,但由于光測(cè)法設(shè)備復(fù)雜昂貴、靈敏度低,且需要被檢測(cè)物質(zhì)對(duì)光來(lái)說(shuō)是透明的,因而不可能在實(shí)際中應(yīng)用。

3、化學(xué)性檢測(cè)

局部放電的檢測(cè)目的是檢測(cè)變壓器內(nèi)部絕緣材料的完整度，這種檢測(cè)的原理就是變壓器在產(chǎn)生局部放電時(shí)，變壓器內(nèi)的絕緣體會(huì)因?yàn)殡娏靼l(fā)生分解，進(jìn)而進(jìn)行化合反應(yīng)并生成新的化學(xué)物質(zhì)?；瘜W(xué)檢測(cè)就是對(duì)變壓器內(nèi)部生成化學(xué)物質(zhì)的數(shù)量和濃度來(lái)判斷局部放電的強(qiáng)度和數(shù)據(jù)，并對(duì)內(nèi)部絕緣材料的完整度作出分析。

在目前的檢測(cè)之中，這種方法被廣泛應(yīng)用于我國(guó)的變壓器電力系統(tǒng)的故障檢驗(yàn)之中，通過(guò)對(duì)故障部位的化學(xué)成分進(jìn)行分析，可以研究得出所損壞部位的實(shí)際情況，并得出故障產(chǎn)生的原因和位置，故障的位置和程度不同的情況之下，所生成的化學(xué)物質(zhì)的組成和成分也有各自的不同。

4、紅外熱像法

紅外熱像檢測(cè)法是根據(jù)變壓器在局部放電檢測(cè)之中會(huì)產(chǎn)生電熱能來(lái)對(duì)局部放電的情況進(jìn)行分析。電磁熱效應(yīng)的檢測(cè)是通過(guò)變壓器內(nèi)部的局部區(qū)域的熱量和溫度變化來(lái)對(duì)電熱能的產(chǎn)生情況進(jìn)行研究分析，熱像檢測(cè)對(duì)于電力變壓器內(nèi)部局部放電情況的定性分析有很大的作用，但是其測(cè)得的數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行量化的研究，進(jìn)而得出精確的研究結(jié)果。

5、脈沖電流檢測(cè)

根據(jù)對(duì)于局部放電影響的研究，變壓器內(nèi)部在產(chǎn)生局部放電的過(guò)程之中會(huì)產(chǎn)生脈沖電流，因此，對(duì)于脈沖電流幅度和頻率的檢測(cè)可以得出局部放電的實(shí)際情況。在實(shí)際的測(cè)試之中，脈沖電流檢測(cè)法是通過(guò)檢測(cè)變壓器內(nèi)部的阻抗和變壓器結(jié)構(gòu)之中由于局部放電而產(chǎn)生的脈沖電流的強(qiáng)度，并對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而了解局部放電的實(shí)際情況。檢測(cè)變壓器局放脈沖的電流傳感器通常用羅哥夫斯基線圈制成。電流傳感器按頻帶可分為窄帶和寬帶兩種,該檢測(cè)方法所得的數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，但是由于檢測(cè)和放大脈沖電流的過(guò)程之中，儀器的阻抗和電流放大電路對(duì)于所測(cè)得的實(shí)際脈沖電流的數(shù)據(jù)造成了影響，使得儀器的檢測(cè)準(zhǔn)確度有所下降。

6、射頻檢測(cè)

射頻檢測(cè)是利用羅哥夫斯基線圈從變壓器的中性點(diǎn)處測(cè)取信號(hào),測(cè)量的信號(hào)頻率可以達(dá)到30MHz,大大提高了局部放電的測(cè)量頻率,同時(shí)測(cè)試系統(tǒng)安裝方便,檢測(cè)設(shè)備不改變電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式。對(duì)于三相電力變壓器,得到的信號(hào)是三相局放信號(hào)的總和,無(wú)法進(jìn)行分辨;且信號(hào)易受外界干擾。隨著數(shù)字濾波技術(shù)的發(fā)展,射頻檢測(cè)法在局放在線檢測(cè)中得到了較廣泛的應(yīng)用。

三、檢測(cè)方法的優(yōu)化

超聲波檢測(cè)法和光輻射檢測(cè)法作為對(duì)非電流的物理量進(jìn)行檢測(cè)的方法，不容易受到變壓器自身工作的影響，所測(cè)得的數(shù)據(jù)較為精確，但是由于方法本身存在的問(wèn)題，使得兩種方法不適合實(shí)際的局部放電檢測(cè)工作。因此，在當(dāng)前的電力發(fā)展的社會(huì)潮流之下，設(shè)計(jì)和研究人員可以對(duì)兩種測(cè)量方法進(jìn)行技術(shù)上的改造和進(jìn)化，使得兩種方法更為適應(yīng)實(shí)際的局部放電檢測(cè)。

對(duì)于超聲波檢測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化可以從優(yōu)化超聲波檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部的聲電轉(zhuǎn)換的元件的優(yōu)化開(kāi)始。聲波檢測(cè)系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是在超聲波的檢測(cè)之中，聲波的傳播容易受到變壓器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)材料的傳播速度的影響，從而影響測(cè)量結(jié)果。因此，在實(shí)際的改進(jìn)之中，可以換用檢測(cè)效率更高的聲電轉(zhuǎn)換元件，盡可能提高聲電轉(zhuǎn)換測(cè)量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，從而提高超聲波轉(zhuǎn)換的實(shí)用度。

對(duì)于光測(cè)法的實(shí)際改進(jìn)，可以將光纖作為局部放電的輔助檢測(cè)手段使用，所得的數(shù)據(jù)可以用于修正檢測(cè)方法所得到的數(shù)據(jù)。對(duì)于光纖伸入變壓器油之中產(chǎn)生的光纖彎曲和光纖的頻率和幅度的改變，可以在數(shù)據(jù)的處理之中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的調(diào)制和解調(diào)，從而得到正確數(shù)據(jù)。

四、結(jié)語(yǔ)

幾種檢測(cè)方法可以在未來(lái)的電力系統(tǒng)的發(fā)展之中發(fā)揮更大的作用，因此，在發(fā)展之中，研究人員應(yīng)該對(duì)檢測(cè)方法進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，以便于適應(yīng)未來(lái)電力系統(tǒng)的進(jìn)步。

[1]李新剛.電力變壓器的維護(hù)與管理[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017(05)

[2]邢景龍.電力變壓器保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)[J].黑龍江科技信息，2017(02)