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摘要：电力变压器是电力系统中的核心设备，近年来的故障统计分析结果表明，局部放电引起的套管和绕组的绝缘故障是威胁电力变压器安全可靠运行的主要原因。因此，变压器的局部放电定位技术对于判断绝缘破坏程度和制定相应的维护策略具有非常重要的参考价值，在高压设备的绝缘测试领域中，局部放电点在变压器内部的精确定位也成为迫切研究的问题。
关键词：电力变压器；局部放电；带电检测；定位技术
引言
目前，变压器局部放电定位方法主要有：超声波检测法，高频电流检测法和超高频测量法。高频电流检测法不能确定局部放电的空间位置，不易修复。超声方法无法区分多目标放电故障，并且在通过纸板，变压器绕组等结构时，超声信号会严重衰减。新型的高频定位方法具有很强的抗干扰能力，高灵敏度，并且可以定位用于多目标放电，因此，超高频测量技术受到了广泛的关注和快速的发展，也是目前国内外研究的热点之一。
1电力变压器局部放电带电检测技术分析
1.1高频电流检测法
高频电流检测方法是一种先进的实时检测技术。该技术与传统脉冲电流方法的原理相似，并且都是非电接触检测方法。当使用高频电流检测方法进行局部放电检测时，可以有效地利用高频线圈来起阻抗测量的作用，从而获得耦合电路中的陡脉冲电流信号，最终得到准确局部放电的位置。高频电流检测法的最大优点是等效阻抗小，可直接应用于接地线，以维持其设备的正常运行，避免其他不利情况实时检测对电力系统运行的影响。
1.2超高频测量技术
每个局部放电都伴随着非常陡峭的电流脉冲，并在其周围辐射电磁波。变压器分离器结构的绝缘强度较高，因此变压器中的局部放电会辐射出很高频率的电磁波，最高频率可达几GHZ。研究表明，变压器中局部放电脉冲的上升时间基本上为1-2n/s，因此它发出的电磁波的超高频成分非常高。这些高频测量组件可以通过电容传感器或高频天线接收。近年来，出现了一种新型的局部放电检测方法-超高频检测方法。超高频检测方法通过测量变压器内部局部放电产生的超高频电信号，实现局部放电的检测和定位，具有良好的抗干扰性能。
1.3超声波检测法
声波是机械波。在放电区域，分子之间会发生剧烈碰撞。宏观上，这种影响表示为压力。由于局部放电是一系列脉冲，因此所产生的压力波也会产生脉冲，即声音，其中包含各种频率分量，并且频带非常宽，从101Hz到107kHz。频率超过20kHz的声波称为超声波。由于局部放电面积很小，因此通常可以将局部放电源视为点声源。当使用超声波检测变压器时，变压器的内部绝缘材料，绕组和其他组件会因电场力和其他力而变形。变形是局部放电故障点。确定故障点的位置，评估局部放电点是否会影响变压器的运行；当变压器的内部工作环境发生变化时，绝缘材料、金属材料、绝缘介质等在大电场力的作用下会发生一些变形。变形继续发展直至产生局部放电声波;从局部放电点发出的超声波，其传播路径，通过的介质和折反射是固定的，固定在变压器外壳金属材料上的传感器接收超声波并将其转换为电信号，超声波检测设备放大器和其他该设备可以放大和处理电信号。在产生超声波的过程中，电场力或其他力起着极其重要的作用。
1.4光学检测法
当电力变压器发生局部放电时，变压器会伴有热量的产生和发光。如果检测到热辐射信号或光辐射信号，则可以正确地判断局部放电的位置。光学检测方法有一定的局限性，主要用于外部检测，但不能检测内部关键设备的工作状态。
2典型案例
2.1案例经过
在一次35kV变电站的例行测试中，发现1号主变压器中的溶解气体数据异常，C2H2含量超过了关注值，外观检查无异常，无异常声音。对站1号主变进行了连续跟踪测试，并对色谱数据进行了分析。发现C2H2含量稳定并且具有一定的增长趋势。通过局部放电检测装置，检测到明显的UHF和超声局部放电信号，并用超声波传感器进行定位，判断变压器有载分接开关底部的局部放电信号。发现1号主变压器停电和停工，由于B相引线和C相引线的形成，主变压器有载分接开关部分连接，导致局部放电。相关人员对主变压器主体进行过滤，重新投入运行后，分析溶解气体。发现特征气体含量消失，并且在身体及其周围环境中没有异常的局部放电信号。
2.2检测分析方法
2.2.1溶解气体分析
在1号主变压器上进行了溶解气体分析。结果示于表1所示。
从测试结果可以看出，三个测试结果中的C2H2含量均超过了法规规定的标准，并有一定的增长趋势。三比值编码为：0、2、2，据此初步得出变压器内部存在电弧放电故障的结论。
2.2.2局部放电检测
9月25日，上海华城PDS-T90局部放电检测仪在屏县1号主变压器上进行了超声波和UHF局部放电测试，结果如图1所示。
表1溶解气体分析结果
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图1特高频检测典型PRPS和PRPD谱图
根据以上测试结果，超高频方法的检测幅度为58dB。根据PRPS频谱，放电信号在工频相位的正负半个周期内对称分布，幅度较大，间隔时间较密集。根据PRPD光谱，在图的下半部分，放电散射的分布相对稀疏，分布更密集。
使用超声方法定位局部放电缺陷，选择多个测试点，将超声探头放置在变压器外壳的不同部位进行测试，并比较各部位的测试结果。发现变压器主体的电磁振动对测试结果影响很小，基本可以忽略不计。在背景噪声检测中没有发现明显的干扰信号，当检测有载分接开关的底壳时，在超声波方法的连续模式下检测到清晰的局部放电信号，信号有效值为17.2dB，周期峰值为24.5。dB，并且50Hz频率相关为-10.5dB，100Hz频率相关为7.2dB。根据超高频和超声波局部放电的检测结果，确定变压器内部存在局部放电，放电类型为由松动的螺丝，金属异物等或绕组接地引起的浮动电位放电，由于绕组之间的局部绝缘损坏而放电。
2.3解体检查
根据以上分析，维修人员对变压器进行了停电检查，发现有载分接开关的B相引线和C相引线在机头处搭接并引起局部放电，拆卸后，可以在引线和线鼻处看到明显的电腐蚀痕迹。
2.4缺陷处理
确定缺陷的性质和位置后，请立即处理缺陷。首先，去除电线的损坏部分，然后用金属接头管连接，然后对其进行抛光以去除尖角和毛刺。
结束语
经过对变压器局部放电的大量测试和实验，实施了多种检测方法，但每种方法的优缺点不同。实际的场景应用和检测结果也有一定差异，电力变压器的结构相对复杂，并且在发生故障时难以快速而准确地确定其放电故障点。在不同的情况下，测试和检测方法也不同，必要反复通过多种检测方法，共同进行检测，逐步完善检测方法和方法，以确保电力系统的稳定和安全运行。
参考文献
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