唐青 张晓军 马海明
国网新疆电力有限公司阿勒泰供电公司 新疆阿勒泰市 836099
摘要：随着经济的快速发展，电力系统的压力也受到了考验，电力设备事故也不断频发，其中，局部放电是电力设备故障的重要因素之一，因此，对局部放电进行带电检测是诊断和避免电力变压器故障的有效措施。
关键词：电力变压器；局部放电；带电检测；定位技术
随着我国智能电网快速建设与发展，电网运行的可靠性和安全性逐步提高，电力变压器作为输变电关键设备之一，其运行状态直接影响到整个电网的稳定运行。目前，油纸复合绝缘是大型电力变压器通用的绝缘方式，其主要由绝缘油、绝缘纸板和其他固体绝缘材料等构成。油纸绝缘虽在设计时要求具有足够的电气强度和力学性能，但不可避免在生产制造、装备和运行过程中的偶发因素引起绝缘系统形成缺陷，进而导致设备出现故障。局部放电既是油纸绝缘缺陷故障产生的主要原因，又可作为绝缘劣化程度评估手段，因此对油浸式电力变压器开展局部放电检测，获得放电点位置信息，将有助于提高设备现场运维效率与水平，进一步保证设备安全运行。
1常用的电力变压器局部放电带电检测方法
1.1高频电流检测法
高频电流检测法是一种先进的带电检测技术。该技术与传统脉冲电流法的原理相似，均为非电接触式检测方法。在利用高频电流检测法进行局部放电检测时，有效应用高频罗氏线圈，发挥其测量阻抗的作用，然后获取耦合电路中的陡脉冲电流信号，最终得到准确的局部放电结果。高频电流检测法的最大优势是等效阻抗小，可直接应用在接地扁铁或者试品接地线上，从而维护其他设备的正常运行，避免带电检测对电力系统运行造成其他不良影响。例如，在现实检测过程中，高频电流传感器能够接收到局部放电源发出的信号，并且通过带电监测仪器显示出来。
1.2超高频检测法
当电力系统发生局部放电现象时，系统会产生一种高频率电磁波。这种电磁波在自然空间中的衰减速度虽然相对正常，但是在金属箱中会变慢，进而逐渐从金属箱的缝隙部位传播出来。这种情况下，只要对这种电磁波进行带电检测，就可以判断电力变压器是否存在局部放电情况，并且有效诊断电力变压器的绝缘状态。超高频检测法进行带电检测主要是有效利用超高频传感器。这种传感器主要分为两种类型：一种是可以安装在设备内部的油阀式UHF传感器；另一种是可以安装在设备外部的外置式UHF传感器。
1.3超声波检测法
电力变压器在使用的过程中，局部放电使得绝缘油中产生气泡，气泡之间不停的互相撞击，就会出现超声波现象。在电力变压器外部安装超声波传感器可以检测超声波信号。使用超声波检测法，不会影响变压器的正常使用。超声波信号强说明局部放电量大，反之超声波信号弱说明局部放电量小，所以，使用超声波检测法还可以检测量局部放电的大小。
1.4光学检测法
变压器发生局部放电时，变压器油会产生发光、发热的现象，所以可以采用光电探测仪器对这些光辐射进行检测，通过光信号的数据来判定局部放电特征，光学检测具有抗干扰能力强、灵敏性高等特点。光电探测仪器取得的光辐射信号与传统脉冲电流检测的放电量相似，所以能够判断放电的程度。光学检测法包括使用普通光学传感器以及荧光光纤检测，普通光学传感器只能从设备的外部进行检测，但无法伸入设备内部；荧光光纤检测技术能够对设备内部的关键部位进行检测。
相关研究将光学检测与脉冲电流检测进行了对比，结果显示光学检测获取的光信号能够较好地对局部放电的次数和强弱进行反映，得到的数据接近真实。这是检测变压器局部放电的一种新的技术和思路，其中有很多专业性的问题需要进行研究解决，如成本问题、影响检测信号的因素等。
1.5油中溶解气体检测法
电力变压器在使用的过程中，局部放电时，因为绝缘板和绝缘油的老化，就会生成可以溶解在油中的气体，比如二氧化碳、乙炔、甲烷、一氧化碳、乙烷，还有氢气等。通过检测油中的气体类型、含量多少等，就能确定电力变压器有没有发生过局部放电。这种检测方法受到的干扰少，可以带电检测，也可以离线检测，而且操作简单。
1.6红外热像法检测
局部放电发生的时候，会使电力变压器某些部位温度升高，通过对温度进行检测，可以判断变压器局部放电的的大小，还可以确定局部放电的位置。
2变压器局部放电带电检测定位措施
2.1超声波检测定位
该定位方法是利用超声波信号和电脉冲信号之间的时差进行定位。具有抗干扰能力强、携带方便等优点，是目外比较常用的定位方法。在进行定位时，以变压器箱体上贴附的一路传感器为参考点，测试放电信号参考点与其他传感器之间的时差，然后利用双曲面法计算放电的位置。然而在计算的过程中，经常会将声速假设为以个固定的等值，但实际情况是由于放电部位等的差异，超声波传播的速度并不一样，所以会对定位的精确性造成比较大的误差，所以在使用超声波定位的过程中必须要注意，采用声速变量以及增加探头的方式进行优化。此外，影响超声波定位准确的因素还有计算方法、时差估计等。
2.2特高频检测定位
在发生局部放电时，产生的特高频电磁信号有较强的抗干扰能力，同时其传播速度较快，能够对放电位置进行快速准确的定位，但由于特高频电磁波在金属物质的传播性能较差，变压器内部结构复杂，道保护的保护通道状态，采用剩余的通道2状态字节来定位，然后通过复用通道中SDH通信网络来监测通信状态监测，并对通信开销部分进行插入状态标志，一旦通信节点监测到系统故障时，即可依据故障状态位定义，输入到有效帧格式中，由其发送到对侧的保护装置，以记录这一状态，从而判断出故障点和故障原因。
2.3局部放电检测联合定位法
在定位局部放电位置时，如果使用某一种技术来定位，由于影响因素很多，致使不能准确定位。因此，可以把几种定位技术联合起来使用，比如超高频与超声波联合定位方法，超高频与光学定位联合定位，确保定位的准确性。
2.4“特高频-光”联合检测
相对于荧光光纤，普通塑料光纤具有独特的特点。由于普通塑料光纤受自身数值孔径的限制，只能接收到上下端部数值孔径限制角范围内的放电光信号，利用塑料光纤这一特性，采用光测法对电力变压器进行放电定位。由于光纤的孔径限制角很小，使得光测法只能对小范围区域放电进行定位，故采用光测法对变压器局部放电定位时，需要利用其他方法进行大致定位。
总结：综上所述，针对电力变压器局部放电带电检测及定位技术的探究十分必要。为了解决局部放电问题，国内外涌现很多带电检测及定位技术，各自具有不同的优势和缺陷，应结合具体情况，发挥相关技术的最大作用。根据研究发现，联合使用多种带电检测及定位方法能够有效提升检测定位的准确度和效率。
参考文献：
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