浅谈局部放电测试在广播发射系统中的应用

发表时间:2020/12/31   来源:《科学与技术》2020年9月第26期   作者:黄建华
[导读] 局部放电的产生原因是,在高压电气设备绝缘内部存在弱点或者是生产过程中产生了某种缺陷,

        黄建华
        广西广播电视技术中心百色分中心  广西  百色  533000
        摘要:局部放电的产生原因是,在高压电气设备绝缘内部存在弱点或者是生产过程中产生了某种缺陷,它是指一种发生在电极之间但是又尚未贯穿电极的放电方式。这种局部放电所产生的能量很小并不会影响到电气设备的绝缘强度,但是反复的局部放电会使得设备上的绝缘的介电性能逐渐降低以至于局部的缺陷会扩大,最终会产生整个绝缘体被击穿的结果。在广播发射系统中如果出现上述情况会造成放送事故,产生经济损失。因此,本文以在广播发射系统中进行局部放电测试为研究内容,探讨在广播发射系统中应用局部放电测试技术的重要性和优势,并对当前我国的局部放电测试技术进行分析,促进这一技术的普及应用,为这一技术的发展进步提供思路。
        关键词:局部放电;广播发射系统;技术测试
        引言:广播发射系统是一种可以借助广播覆盖光的特点达到投资省、联网便利、信息量大、信息受众广泛优势的发射系统。这一系统可以结合不同地区的实际需求,因地制宜的安排相关专业服务,在充分利用资源的基础上获得经济效益。这一系统是集通信和广播为一体的新概念多媒体移动广播服务系统,被称之为第三代无线电广播。这一广播系统提高了观众的听觉享受,具有大面积覆盖的特点,极大的提高了频率的再利用率。因此,对广播发射系统的日常维修养护工作应当得到相关工作人员的重视,尤其是对于局部放电的测试,应当将局部放电测试在广播发射系统中充分适用,使得广播发射系统能够更好的服务于听众,提高公众的生活品质。
        一、局部放电现象分析
本章节对局部放电现象的分析分为:局部放电现象的起因,局部放电现象的影响以及局部放电现象的特点一共三个部分。只有充分了解产生局部放电现象的原因,才能够找到更加适合的解决办法,在广播发射系统中进行局部放电测试的日常维修养护工作。
1.局部放电现象的起因
局部放电,英文名称partial discharge。当在有气体或者液体的固体电介质中,具有强击穿能力的气体或者液体的局部场达到其击穿场强时,这部分气体或者液体就会开始放电。局部放电现象一般是由于绝缘体内部或者绝缘体表面局部电场特别集中引起的,通常情况下这种放电表现为持续时间小于1微秒的冲脉。
2.局部放电产生的影响分析
当绝缘发生局部放电时会影响绝缘寿命。每次局部放电现象的产生都会使高能量电子或者加速电子产生冲击,特别是长期局部放电作用都会引起多种形式的物理效应和化学反应。例如:带电质点撞击气泡外壁时,就有可能会打断绝缘的化学键而使其发生裂解,破坏绝缘的分子结构,造成绝缘劣化,加速其损坏过程,产生经济损失。
3.局部放电现象的特征分析
局部放电有三个特点:第一,局部放电是局部过热,电器元件和机械元件老化的预兆。当出现局部放电现象时,首先应当考虑是否是局过热引起的,如果不是,那么就需要考虑电器元件和机械元件是否已经开始老化,是否需要加强维护工作。第二,局部放电趋势是随着时间的上升而上升指数的。这是一个比较波折的过程,放电的指数有可能会在某个阶段上升也有可能会在某个阶段下降[1]。第三,在绝缘结构中产生局部放电现象时,会伴随产生电脉冲,超声波、电磁辐射、光、化学反应等[2]。相反地,这些反应也会再次引起局部发热现象,两者属于相互作用的一种关系。
参考局部放电现象存在的以上特点,思考在电气设备中如何避免这一现象的产生,如何去除局部放电使得设备正常运行就成为了电气设备维护人员应当考虑到的问题。

未来去除潜在的危险因素,针对局部放电现象导致的电脉冲、超声波、电磁辐射等也发明了很多在线检测局部放电现象的办法[3]。
        二、局部放电测试技术在广播发射系统中的应用
目前,世界上的各个国家关于局部放电检测方法的技术有:脉冲电流检测、化学检测、射频检测、红外热像检测、光检测、超声波检测、特高频检测等,下文中将会对这些检测方法进行分析介绍。
1.脉冲电流检测方法
脉冲电流检测方法由来已久,是一种定量性质测量。传统的脉冲电流检测方法分为两种测量方式:宽频测量方式和窄频测量方式。第一,宽频测量方式。这种测量方式具有检测信息丰富,脉冲分辨率高,信噪较低的特点。第二,窄频测量方式。这种测量方式具有抗干扰性强,灵敏度高的优势,但是,同时,这种测量方式具有测量信息不够丰富,脉冲分辨率低的劣势。由于两种检测方式的特性,某公司进行了科技升级,设计出一种局部放电在线检测系统和便携式局部放电检测系统。这一系统可以进行数据的分类处理,并且能够进行噪声的排出,得到了广泛的应用。在广播发射系统中可以应用这一技术进行局部放电的测试,做到有问题早发现。
2.化学检测方法
化学检测方法的工作原理是:通过对绝缘材料裂化的气体进行化学检测,以此来判断是否有局部放电现象的发生。如果有局部放电现象发生,那么绝缘材料会产生一些气体,包括甲烷、氢气等。对气体的浓度进行检测就可以分析是否有放电现象。在一过程中应用的技术有变压器中溶解气体分析[4]。这一检测方法的优势在于:检测速度快,抗干扰性强。劣势在于:电气设备故障检测的灵敏度低,对电气设备周围的气体进行提取也有一定的难度,需要与其他方式结合使用效果会更佳。
3.射频检测方法
射频检测方法的工作原理是:通过接收无线电接收器接受空间的电磁波信号来判断是否有局部放电现象的产生,并且也可以通过电磁波信号的变化对放电大小也作出判断。这一方法有两种工作模式:第一,频谱分析模式;第二,时间解决模式。而在频谱分析模式中又有三种技术:第一,峰值检测技术;第二,平均检测技术;第三,分别峰值平均检测技术。这一方式的优势在于:检测装置空间小易安装,且灵敏度高。在不改变机器运行状态情况下便可以进行测试。这一方式的缺点在于:射频检测方式容易受外界干扰,对局部放电信号的分析处理能力相比较下较弱。
4.红外热像检测方法
红外热像检测方式的工作原理是:通过红外线检测电气设备的温度变化。当有局部放电现象产生时,也会伴随着发热现象,周围的温度升高。通过红外热像法可以判断温度有无变化和温度的高低,并以此来判断是否有局部放电现象的发生。这一检测方法有两种:第一,传统红外热像技术;第二:远红外热像技术。传统的红外热像技术检测过程简便,结果直观。但是,对于某些项目的检测需要停电,以测试整个设备的平均温度。而远红外热像技术具有非接触、无需停电、安全的优势。但是这一技术通常应用于小型设备的检测中,对于大宗设备存在技术盲区。
5.超声波检测技术
超声波检测技术的工作原理是:对设备中的超声波信号进行检测,存在超声波技术,则有局部放电现象;反之,则相反。上文中已经提到,在局部放点现象产生的过程中会伴随有超声波信号的释放,而超声波检测技术就是利用这一点进行检测。这一检测技术的优势在于:抗电磁干扰能力强,便于实现放电定位、适用范围广。这一技术的劣势在于:受低频段声波影响,对内部缺陷的感知能力弱。
        三、结束语
电力设备在设计和制造过程中可能会存在质量问题,导致机械损伤。而严重的绝缘事故会威胁到工作人员的安全,带来经计算时,因此,对于广播发射系统的检测技术应用势在必行,应当成为一种常态化的工作。
        参考文献:
[1]王晓文.电气设备局部放电检测方法综述[J].沈阳工程学院学报,2017.
[2]孙中芹.电气设备局部放电检测技术研究[J].电子制作,2018.
[3]秦春华.电气设备局部放电检测技术[J].时代农机,2018.
[4]李军浩.电气设备局部放电检测技术述评[J].高电压技术,2015.
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