孙雷
国网牡丹江供电公司 黑龙江牡丹江 157000
摘要：本文介绍了变压器带电检测的基本原理，并将带电检测技术归纳为局部放电检测和非局部放电检测两大类，以供参考。
关键词：电力变压器；带电检测；方法
1变压器带电检测原理
变压器结构复杂，附件种类多，运行过程中，其内部和外部电磁场分布情况比较复杂，存在特定的电、磁、声、光、热、气现象。当变压器运行异常时，上述各物理或化学现象会出现对应的变化。变压器带电检测利用专业的检测仪器检测、分辨上述物理或化学变化，并转化成量化的数字或可视的图谱等，用以直接或间接表征设备状态。检测人员通过检测结果，能够在设备带电运行状态下，得到设备状态量，准确评估设备运行状况。当设备存在缺陷时，能够分析缺陷严重程度，定位缺陷位置，及早采取措施，防止缺陷发展为故障。根据检测原理不同，可将其分为局部放电检测和非局部放电检测两大类。
2局部放电下的带电检测
2.1高频放电检测
高频放电检测中的传感器主要选择电感型传感器，其主要是罗氏线圈结构，一次侧属于流过被测电流导体，而二次侧则是多匝线圈。而在交变电流经过被测导体过程中容易形成一种交变磁场，二次侧线圈形成感应磁通。罗氏线圈中的二次侧电压信号远远低于导体内部电流。而变化磁链还会形成一种感应电动势，电动势的数值的大小和磁链变化率之间为正比。相关等效电路图如图1所示：
其中e(t)是高频传感器中的传输电压信号，Cs是线圈等效杂散电容，R是负载电阻，Rs是线圈等效电阻，Ls是线圈自感，M是高频传感装置以及接地引线彼此互感，I(t)是局部放电脉冲流经接地引线形成的冲击电流。
变压器实施高频放电检测，即在不停电条件下，套管末屏接地线以及变压器中的夹件、铁芯中的专用设备合计高频电流传感装置针对局部放电形成的高频脉冲电流进行检测。相关检测信号频带通常是3到30MHZ，通过软硬件滤波融合方法有效消除电磁干扰噪音。
高频放电检测中的局部放电特征表征图谱为PRPD相位图谱以及等效频率、等效时间图谱。其中PRPD图谱为局部放电下的相位分布图谱，其中的横坐标代表相位，而纵坐标代表幅值，结合脉冲实际分布状况，可以准确判断信号集中放电次数、幅值以及相位信息，准确判断放电类型。
等效时间和等效频率图谱主要是针对放电脉冲实施频域和时域转换，通过计算得出不同脉冲等效时间以及等效频率，其中纵坐标为等效时间，横坐标为等效频率，结合两种参数，能够获得图谱中相应脉冲分布位置。
高频放电检测诊断中可以对比分析相应的检测图谱，分析实际放电类型以及是否存在局部放电问题。在没有典型放电图谱条件下，证明图谱正常运行。相同条件下，同一类型设备的最终检测图谱存在明显区别，则证明装置异常运行，而在典型放电图谱下，证明出现缺陷问题。
2.2特高频放电检测
局部放电问题通常会出现在变压器内部油纸绝缘方面，相关脉冲宽度主要是纳秒级，可以有效激励超出1GHZ特高频电磁波。变压器中的局部放电特高频检测中，主要是在油阀位置安装传感器，利用特定接口，促进特高频信号和检测仪器之间的有效连接，随后分析处理相关信号，检测信号整体频带范围大概是在300到3000HMZ之间。
因为变压器自身缺少非金属缝隙，因此无法顺利传输特高频信号，而现场检测只能通过内部传感器实施。传感器主要设置在变压器油箱内，能够顺利屏蔽各种外界干扰，而特高频信号还具有较高频段，可以有效摆脱电晕干扰和低频背景的噪音干扰，最大程度上提升局部放电检测抗干扰能力和检测灵敏性。
特高频放电检测中的局部放电特征图谱以PRPD图谱和PRPS图谱形式为主，其中PRPS图谱属于实时三维图谱，可以按照时间顺序依次显示出带有相位标识放电脉冲，而三种坐标轴能够分别代表信号幅值、时间以及相位等参数。
特高频的放电诊断可以通过对比分析放电幅值大小进行科学判断，其中最为关键的便是，把PRPD图谱、PRPS图谱特征和变压器内部的典型放电图谱实施对比分析，进而准确判断缺陷和方法定义，类似于高频放电检测。
2.3超声放电检测
变压器内部出现局部放电条件下，形成电流容易导致放电条件下出现局部受热快速增大问题，结束放电后恢复到正常状态。体积变化使介质疏密产生瞬间变化，形成一种超声波。
超声波信号频率通常在20到200KHZ频段之间，而变压器中的超声波信号传播频率主要在100到200KHZ之间。该种检测方法在实际应用中，主要是将压电陶瓷作为主要材料制造的谐振传感器，在变压器箱壁中固定传感装置，随后把所采集的相关超声波信号转变为一种电信号，并实施定位分析，其主要是用来对变压器的局部放电问题进行准确定位。
3非局部放电下的带电检测
3.1油色谱分析
当变压器中发生局部放电时，绝缘材料遭到破坏会产生相应的分解产物并且溶解于变压器油中，通过对变压器油中溶解气体组分和含量的分析，可以实现对变压器故障类型的判断。色谱分析的原理是当混合物在两相间做相对运动时，不同分配系数的组分在色谱柱中的运行速度不同，滞留时间也不同，当流经一定的柱长后，样品中各组分得到了分离，再进入检测仪器进行检测。
3.2夹件、铁芯接地电流检测
变压器基于正常运行条件下，铁芯及其相关固定零件、金属构件和设备等都处于强电场环境下，基于电场影响下，处于较高对地电位。假如铁芯没有接地，则基于电位差影响下，容易形成一种断续放电问题。假如铁芯接地部分超出两点，则铁芯内相关磁通变化会于接地回路内形成感应电流。随着接地点数量的不断增加，环流回路数量也进一步扩大。而相关环流容易进一步扩大空载损耗，导致铁芯温度提升。在环流充分大的条件下，会导致接地连片烧毁，形成故障，严重情况下还会损毁铁芯。所以变压器铁芯应该至少拥有一点接地，需要针对变压器夹件和铁芯接地电流实施带电检测。现场检测中，通常会选择具有较高精度的电流表实施。因为变压器内部漏磁容易穿过箱体法兰空隙传输至箱体外部，从而干扰检测准确性。在实际检测过程中，应该选择那些数值相对较低测量点，充当最后检测结果，同时还需要保障各个检测位置的一致性，为分析发展趋势做好准备。对夹件和铁芯绝缘较低以及那些核心变压器用户，可以针对铁芯接地电流设置相应在线监测装置。
3.3红外热像检测
红外热像检测其实是向目标设备发送红外辐射实施探测以及处理显示的操作，通过二维热像图以及数字热像图方式将设备表层温度以及温度场分布状态准确显示出来。其中变压器实施带电检测中的红外热像检测技术较为成熟，可以有效发现其中不同类型和部位的发热故障问题。比如漏磁导致的变压器局部发热等。
4结束语
在发生不同位置、不同类型的局部放电时，通过选择合适的检测方法可以对变压器的状态做出综合的评估。每一种方法都有其优越性和局限性，需要多项检测技术相互配合、综合分析，才能准确的对变器状态做出判断，避免事故发生。
参考文献
[1]张浩宁，黄雪莜，熊俊.配电网低压线路长度带电检测方法研究[J].计算机产品与流通，2020，0(4):93.
[2]王铭.电力变压器检测技术的研究[J].科技资讯，2018(4):39.