摘要：由于我国电力事业的迅速发展，电力企业日常工作的重要内容就是监测与维护高压设备，特别是高压设备局部放电问题。电力企业为提高高压设备危险局部放电维护效果，广泛应用在线监测技术。基于此，本研究中笔者结合实际工作经验，分析在线监测技术在高压设备危险局部放电中的具体应用，促进高压设备危险局部放电维护效果。
关键词：高压设备；危险局部放电；在线监测；技术分析
引言
在电力系统运行过程中，高压电气设备内部或表面放电会导致其自身绝缘装置逐渐老化，甚至发生短路或击穿事故，从而给电力系统的正常运行以及高压设备自身造成严重影响，给电力检修人员的生命安全构成威胁。在线监测技术在高压设备强电局部放电维护中的运用，可以实现对高压设备运行状态及放电情况的实时在线监测，对高压设备出现的异常放电或故障进行及时发现与分析，对高压设备放电维护具有重要的作用。
1局部放电在线监测技术基本含义
在电力企业高压电气设备日常运行与维护过程中，局部放电指的是由于高压设备自身绝缘层老化、内部存在缝隙等缺陷，而使其在传输电压电流时容易在设备表面出现电荷集聚现象，进而导致高压设备局部放电现象发生。对于一般的电力企业而言，其电气设备日常传输的电压均为高压，因而其表面积聚的电荷往往非常巨大，所形成的局部放电也多为强电。一旦电气设备发生局部高压放电，就很可能会给设备自身及其他设备的工作性能、运行状态、使用寿命等带来不利影响，既增加了电力企业的生产成本，又造成了设备维修与更换费用的不必要浪费。因此，必须采用在线监测技术对高压设备强电局部放电进行实时在线监测。
2高压设备局部放电原因
高压电工设备大多存在局部放电问题，系统运行中这问题难以避免，原因在于设备制造过程中绝缘材料或结构包含一部分气隙或油膜，这部分比固体绝缘介质更易击穿。比如塑料电缆、互感器与变压器浇筑制造过程中，不可避免出现气泡问题，高压电器油浸绝缘中纸层间存在油膜。固体介质介电常数高于空气与矿物油，电场作用下空气与矿物油承受更大的场强，本身击穿强度较低，当外界电压升高到一定程度时空气或油会被局部击穿产生局部放电。
电极边缘存在较为集中的电场，电厂强度特别高，比如系统运行中套管电极边缘与高压电机线圈出槽口等部分容易产生放电。工作电压下胶纸套管与高压电机的绕组经常出现局部放电情况。设计制造高压电缆与电容器时，油纸绝缘起始放电场强大于工作场强，在电场作用下绝缘纸长时间受到高能量带点质点的撞击出现老化。开始阶段可以吸收气体，但长时间使用后会形成气泡进而产生局部放电情况。高压设备局部放电主要集中在交流正弦电压下，对绝缘正常运行产生影响，其他的比如雷电或操作过电压，因为时间短且出现概率小，一般不会造成大的放电危害。直流电压下不经常出现放电情况。
3高压设备强电局部放电在线监测技术
局部放电产生的超声波信号被超声波传感器单元中的多个超声波传感器接收，通过超声波信号调理单元实现信号的放大、滤波及A/D转换，将处理后的DSP信号送入到DSP单元中；局部放电产生的超高频信号采集通过超高频传感器单元中的多个超高频传感器完成，通过超高频信号调理单元实现信号的放大、滤波及检波处理，将处理后的信息送入到DSP单元中；DSP对接收到信号进行处理并提取特征，通过信息融合。超声波放电信息与超高频放电信息分别进行特征层的信息融合，然后将特征层融合后的信息进行决策层的信任融合，得到最终的放电信息，通过通信单元将放电信息送入到上位机监控单元。模式识别主要通过DSP识别最终放电信息，判断故障放电原因。
3.1超高频放电在线监测单元设计
实际中高压开关柜局部放电过程中，当介质具备很高的强度时，产生很大的击穿场强，击穿时间变得极短，产生很陡的放电电流脉冲与频率丰富的高频电磁波信号，这部分电磁波频率多在（0.3-3）×103MHz范围内。本系统设计过程中为避免外界电磁信号的干扰，对局部放电产生的超高频信号的检测范围也在（0.3-3）×103MHz，为保证效果检测过程中采用多个超高频传感器。系统采用带通滤波电路的超高频滤波电路，高低通滤波截止频率分别为500MHz与1500MHz。接着送至检波电路，本系统中采用包络检波的检波电路，将低频信号从高频信号中提取出来，滤除超高频传感器输出的震荡信号并保留信号的相位与幅值信息。DSP单元进一步处理经检波电路等处理得到的信号。
3.2干扰信号的抑制
高压电气设备发生局部放电时,往往伴随有噪声干扰,加之一些其他不确定因素,很容易对在线监测系统的监测效果产生影响。所以,在局部放电在线监测系统对高压设备运行状态进行实时监测时,为防止干扰信号和噪声对监测效果产生影响,就需要采取必要的干扰信号与噪声抑制措施。一般情况下,高压设备局部放电干扰信号的来源主要有变频设备、逆变设备、整流设备,整个电网中的全部变压器,较大型单相电力电子装置,高新技术中的元器件等。这些设备、装置和元器件在高压设备实际运行过程中都有可能发生局部放电,产生谐波电压电流等干扰信号,进而对传感器与线路工作性能产生干扰,加快电气设备绝缘层老化,增加电力设备损耗,降低设备运行效率,缩短设备使用寿命。除了谐波电流这一干扰信号外,还有电磁辐射干扰、电源干扰等一些其他类型的干扰信号。要想有效防止干扰信号对高压设备强电局部放电在线监测的干扰,首先就需要对干扰信号的类型进行区别,然后在此基础上制定有针对性的抑制措施。目前,较为有效的一种抑制方法就是提高试验人员对局部放电干扰信号波形及其之间的区别能力,并相对全面准确的掌握高压设备局部放电的特征与电压电流和时间规律等有关内容,尤其是局部放电的电压相位特征和电气设备局部放电效应。局部放电电压相位特征是指造成高压设备局部放电电荷的趋向性。通常而言,许多高压设备绝缘层发生局部放电时,放电电压的相位与零位都具有一定的特征,而许多局部放电在线监测系统就是利用这一特征来实现对高压设备局部放电位置的监测与定位。局部放电效应是指电压效应和时间效应,即局部放电电压会随着时间的变化而变化,即高压设备局部放电往往会随着时间而呈现出某种共有的特征。利用这一点,也可以达到较好的在线监测效果。
3.3局部放电在线监测技术的基本原理与方案设计
现阶段，对于高压设备强电局部放电主要针对的是设备表面或内部绝缘层的局部高压放电，因而局部放电在线监测一般多指高压设备绝缘层的局部放电在线监测。高压设备强电局部放电在线监测实现的基本原理是局部放电的原理与特点。当高压电气设备发生强电局部放电时，变压器内部就会产生超声波、电辐射、光、电脉冲等，容易造成变压器内部温度过高，导致变压器烧毁现象发生。如果局部放电是发生在油中，那么放电的同时还会伴随有气体的产生，从而增加能量损耗。
结语
电力企业高压电气设备运行工作中局部放电在线监测技术起着重要作用，可以准确监测设备局部高压放电类型与大小、同时准确定位与识别，确保电气设备正常稳定运行。
参考文献
[1]王昌国.天气对高压设备运行的影响及防控路径[J].通讯世界，2015，(12):112.
[2]高志佳.试论发电厂高压电气设备放电检测方法[J].民营科技，2015，
(12):48.
[3]买买提·努尔,石海珍,齐铁东.局部放电带电巡检技术的应用研究[J].科技创新与应用.2013(02):32.