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摘要：当电力设备的绝缘系统发生局部放电时会引发严重后果，基于此，必须对局部放电检测技术予以重视。本文对局部放电的原理和分类进行了简要阐述，并提出一些检测方案，如超声波检测、光波检测、化学检测、特高频局部放电检测、脉冲检测等，对局部放电检测技术进行了简要分析和讨论。
关键词：局部放电；超声波检测；光波检测
引言：当绝缘材质发生局部放电时，放电效应会对周围材质进行不断侵蚀，最终导致整个绝缘系统的失效，进而对电网系统的安全运行造成威胁。因此必须了解好局部放电的产生原理和类型，利用合适的检测方法对其检测，做好预防工作，避免发生严重事故。
1.电气设备局部放电的含义
1.1产生原理
高压电器设备中发生的局部放电现象会造成设备的绝缘劣化甚至绝缘击穿。这种放电现象的发生一般有两个条件，一是电场作用最够强，二是发生的范围在较小局部。源于在有气体或者液体的固体电介质中，当液体或气体的局部场强超过介质可以承受的击穿场强时，在绝缘体内部或者表面会形成集中电场，开始局部放电。
局部放电时会产生大量热量，加速电器元件和机械元件的老化。局部放电一般是一个漫长的过程，中途会伴随产生一些电脉冲、超声波、电磁辐射等现象。情况轻微的局部放电对设备影响较小，不容易引起人们的重视，但强烈的局部放电会瞬间造成电力设备的绝缘损坏，发生严重后果，所以要加强局部放电的检测工作。
1.2局部放电的类型
根据局部放电的位置不同，可以将局部放电现象简单分为内部放电、沿面放电和电晕放电三种类型。内部放电发生的主要原因是由于绝缘材料的制造不当，当制作时在材料内部不慎混入气泡、油脂等杂质时，绝缘材料的整体强度会下降，尤其是在有杂质的部位，绝缘效果会大打折扣。在设备通电后，这些部位很容易形成局部放电，在内部造成材料的击穿。气泡一般是由空气或者碳氢气体组成的，虽然在常规情况下不会发生问题，但随着外部气压升高，逐渐接近大气压力时，气泡会因为压力的作用发生击穿，由于电力设备经常在高电场的环境中使用，因此气泡杂质很容易发生局部击穿现象。
沿面放电主要出现在不同介质的接触面上，由于介质的场强不同，在高低压强的作用下，一方的击穿压强时承受不住时就会出现沿面放电。在绝缘套管、电缆终端处等介质交接处极容易发生沿面放电现象，产生的原因一般是由于电场分布不合理、介质表面状态不佳或者气场条件不良等。
电晕放电不同于以上两种放电方式，是属于自持式放电。在不均匀的电场中，金属导体的尖端或者边缘的电场尤为集中，当极小局部的强度强于空气的击穿电压时，会形成流柱电流，发生局部放电现象。
2.检测电器设备局部放电的技术
2.1超声波检测法
在电力设备的日常巡视中，经常使用的就是超声波检测法，利用超声波声源和声压在设备的外壳任意部位都可以进行测量，操作方便，受环境影响小。由于超声波具有频率高于声波的特性，在设备运行时不会受到设备自身声波的影响，可以有效避免干扰。超声波分为横波、纵波、表面波等类型，根据不同的介质特点可以选择不同的超声波进行检测。
但超声波波在传播过程中很容易进行衰减，因此检测时需要多角度多位置的进行测量，根据不同的测量结果结合判断局部放电情况，操作流程较为重复繁琐。此外不同介质中的超声波传播速度不一致，有时候还会出现声波反射的情况，造成检测失真和错误[1]。
2.2光波检测法
发生局部放电情况时会产生相应的光波，根据光波释放的能量，可以检测放电部位的情况，利用红外线、紫外线、可见光的不同的光波范围，可以检测到设备绝缘表面的裂纹和电晕放电情况。以红外检测法为例，在局部放电现象发生时，红外线可以检测到高温高热部位的情况，对绝缘体破损的情况进行评估。在一些非自发热设备的检测中很有帮助，比如电缆、光缆等，通过成像设备的显示，可以直观地观察到设备状况。但是对于发电机、变压器等设备，由于其自身运转时也会产生大量热量，在红外线条件下，图谱中会出现大量热点，对于局部放电的问题点很难清晰地找到，也很难及时地排除故障。
光波检测的缺点在于需要设备处于透明介质中，否则会由于光的反射折射效果影响检测的灵敏度，随着光波在在空气中的衰减，检测时也要注意与设备的距离的角度。
2.3化学检测法
变压器中的注油会在发生局部放电时发生化学反应，成生各种气体，如甲烷、乙烯、氢气、一氧化碳、二氧化碳等。使用色谱分析仪可以分析出变压器注油中释放的各种气体，以此来判断局部放电的情况，并根据不同的故障制定不同的解决方案。在大型电网的变压器和电器设备中，可以设置气体识别装置，在空气中气体浓度到达一定程度时进行报警和断电，有利于保障人员的生命安全。气体检测装置也可以进行动态检测，将电力设备的运行状况及时反应到工作人员的后台，有着持续检测、即使阻断的优点。但是化学检测法很难迅速确定局部放电的位置，同时由于露天设备的气体挥发较快，很难对其进行有效检测[2]。
2.4特高频局部放电检测法
局部放电现象产生时会产生特高频的电磁信号，通过特高频的传感器可以对电磁信号进行检测。特高频局部放电检测法的原理是对修正设备的电磁波的脉冲值，借助电磁波辐射值的规律判断放电部位以及判断绝缘体的老化程度。特高频检测法按频率的不同可以分为宽频和窄频两种模式，通过大量数据的输出可以很快确定局部放电的位置和情况，具有很高的灵敏度和准确性。但由于电力设备本身会产生特高频电磁，会在检测过程中对其产生干扰，所以主要应用在精密设备的固态检测中。
2.5脉冲电流法
脉冲电流法是目前应用最为广泛的检测方法，是目前唯一有国际标准的检测方法。其工作原理是将局部放电过程中释放的高频脉冲信号形成脉冲频谱，对其进行分析判断局部放电的严重程度和具体种类，有着灵敏度高、应用范围广的优点。传统的的脉冲电流法可分为宽频和窄频两种，区分的依据在于频带的宽度不同。宽频检测的分辨率高，携带信息丰富，但是信噪比低，即在信号里的噪声大，回放声音的质量低。窄频正相反，抗干扰能力强，但是分辨率低，信息不够丰富。虽然脉冲电流法并非完美无缺，但是在目前局部放电检测中，其是最为重要的检测方法，在电气设备的出厂试验中多有应用。
结束语：综上所述，目前的局部放电检测技术都有着或多或少的问题，无法解决所有的检测情况。因此电力检测工作应该因地制宜，选用最为适合的检测方法进行检测。同时应该加大力度对监测不断进行研究，探索一种可以适用于绝大多数情况的检测方法，以促进局部放电检测工作的不断推进。
参考文献:
[1]杨超,李卉祥.基于电气设备局部放电检测技术的评论[J].电子测试,2018(10):81+84.
[2]孙中芹.电气设备局部放电检测技术研究[J].电子制作,2018(02):98-99+96.