陈贤 赵春升 贾本岩
特变电工沈阳变压器集团有限公司 辽宁省沈阳市 110144
摘要：我国对高强度承压变压器的要求很高，因为它是整个电力系统中非常重要的设备。它关系到我国各地区电网的稳定与安全。随着电压水平的提高，绝缘材料和一些结构面临着巨大的挑战。为了保证电压互感器在工作中的安全运行，我国把变压器就地检测作为众多实验室项目之一，对这方面的工作给予了高度重视，并在这几年取得了很大的进展。
关键词：电力变压器；局部放电；检测技术
1 局部放电检测技术类型及应用现状
在我国的电气工程中，根据放电原因的不同类型，局部放电大致可分为汤森放电、注入放电和热电离放电三种类型。此外，放电形式也多种多样，包括脉冲放电、非脉冲放电和亚辉光放电。变压器的局部放电会对周围材料产生影响，进而导致设备与周围介质相互作用，使变压器的一些绝缘子相互作用（物理、化学等作用）形成局部放电现象。局部放电的发生会引起超声波的出现和介质成分的变化，从而引起电气事故，造成严重后果。近年来，随着电气工程数量的逐渐增加，我国有关部门加强了局部放电的研究工作，旨在研究更多的放电检测新技术，加强对变压器的控制。
下面就针对几种常见变压器放电问题的检测方法展开具体分析：
1.1 电测法
(1）超高频检测方法
超高频检测方法是在对传统检测方法进行改进和优化的基础上发展起来的一种新的放电检测方法，极大地弥补了传统检测方法的一些不足。变压器局部放电可产生300-3000mhz高频信号。超高频检测方法能准确地检测和定位电力变压器局部绝缘放电，减少干扰因素的影响。采用超高频检测方法检测变压器局部放电的优点是：（1）局部放电脉冲产生的能量几乎与带宽成正比，仅考虑热噪声对灵敏度的影响，超高频宽带检测具有较高的灵敏度；（2） 宽频带方法能有效抑制电晕引起的电磁干扰频率，可见合适的超高频宽频带检测方法是可行的高频传感器能准确测量变压器绝缘局部放电的特性和物理信息。
超高频检测中最重要的部分是传感器，其灵敏度直接影响检测结果的质量。有两种超高频天线用于检测本地信号：内部和外部。然而，大多数天线需要专门设计，以配合各种超高频探测系统。因此，如何使超高频天线更有效地接收电磁波是超高频探测方法创新和优化的关键之一。
（2） 脉冲电流法
脉冲电流法是另一种广泛应用于电测量的局部放电检测方法。这是第一次在世界上得到承认。国际电工委员会还制定了一套脉冲电流法（iec60270）专用测量标准。脉冲电流法利用检测电路或电流互感器的检测阻抗，获得变压器套管端屏等不同位置的接地线。通过其产生的脉冲电流，利用数字信号处理设备获取局部放电的相关参数。这种离线测量方法灵敏度高，能有效地测量局部视在放电。同时，结合超声波法，可以作为一种电声定位方法，对局部放电进行精确定位。脉冲电流法也有一些缺点，如：（1）测试环境要相对稳定；（2）不能实现在线测量；（3）抗干扰能力差；（4）设备频带窄、低，可获取的信息量少。近年来，出现了宽带脉冲电流法的研究，开发了基于超宽带脉冲电流法的检测系统。该系统在传统脉冲电流法和脉冲量法的基础上，相对提高了灵敏度和抗干扰能力等检测性能。同时，它可以处理复杂的环境，识别出更准确的放电信号、类型等信息。
1.2 非电测法
(1）光测方法
局部放电发生后，会产生400nm到700nm不等的光波，在通过光电倍增管强度和的处理后，进而产生了光电流。有关人员对光电流中的强度和波长便可对局部放电进行定位和检测。目前，光学测量方法在实验室研究中取得了巨大的成就，但由于检测设备成本较高，同时需要测量部件的透明性强一些，因此在实际应用中光学测量方法存在一些限制性因素，目前只适用于定性分析。
在未来光测法的发展中，光纤技术的发展可作为进一步创新的基础，主要是将光测法与声学法结合起来，测量局部放电情况，将会得到一定程度的发展。
(2）超声波检测方法
变压器局部放电现象往往伴随着声波的释放。超声检测是利用传感器接收到的释放的超声波来检测和定位局部放电的范围和位置。超声检测方法具有一定的应用优势，最大的优点是工作原理简单。但同时，用于局部放电检测的超声传感器还不能完全满足超声检测的需要，主要表现在抗电磁干扰性能差、灵敏度低等方面，增加了超声检测的难度。基于此，超声检测大多针对局部放电状态进行定性判断和数据采集，利用电脉冲信号或直接利用超声信号进行物理定位。有关单位利用超声波法对110kV及以上变压器的放电现象进行了大规模的检测模拟工作。试验结果表明，超声检测方法具有准确诊断局部放电存在问题的能力。
2局部放电检测的常用方法
2.1超声波检测方法
局部放电常释放声波，超声检测方法是利用传感器接收局部放电产生的超声波，从而确定局部放电的大小和局部放电的位置。目前，用于局部检测的超声传感器存在以下缺点[1]：（1）抗电磁干扰性能差；（2）灵敏度低。因此，超声检测的难度大大增加。因此，该检测方法主要是对局部放电进行定性判断，并结合电脉冲信号对局部放电进行物理定位。
2.2 脉冲电流法
这种方法是最早和最广泛使用的。它主要是使变压器等效为一个电容器，当局部放电时，其两端会产生瞬时电压变化，通过耦合电容器引出的检测阻抗，就可以得到脉冲电流，对应于局部放电，经过处理后，就可以得到变压器的局部放电参数。这种方法也存在一些缺陷，如：（1）当样品的电容较大时，会受到耦合阻抗的限制，从而降低灵敏度；（2）当检测频率小于1MHz时，包含的信息较少；（3）离线状态下，灵敏度较高，但在现场检测时，易受外界干扰影响。
2.3光度测定
所谓光学测量方法，是指局部放电产生的光辐射经光电转换而成。转换后，检测光电流特性，实现局部放电的识别。然而，光学测量方法存在着一些缺点，如：（1）设备复杂、价格昂贵；（2）灵敏度低。因此，在实际应用中容易受到限制。近年来，随着科学技术的不断发展，光纤技术也取得了一些进展。将光纤法与声学测量法相结合，产生了声光测量法。这项技术主要是利用声压来改变光纤的特性，并改变光纤输出信息的特性，进而进行放电测量。
2.4红外探测方法
这种检测技术是对高压设备某一部位的温度进行拍照和测量，从而判断热故障。它的工作原理是，如果变压器被测部位的温度高于绝对温度，则会产生热能转换成的辐射能，也就是红外线，然后利用红外探测器的热成像原理实现热点测量。
该技术的优点是有效性强，可以远距离遥测，也可以直接测量，不受电磁场干扰。但由于变压器结构和传输过程的复杂性，这种检测技术主要针对以下外部故障：（1）导线连接不良；（2）冷却装置故障；（3）变压器套管故障等。
结束语
随着科学技术的飞速发展，特别是分形理论、指纹判断、模糊诊断等越来越多地应用于局部放电检测中，极大地促进了检测方法的进步。无论哪种方法各有优缺点，都不可能做到尽善尽美。要掌握好它的应用，就要注意它的适用事项和适用范围，运用适当的方法，达到效益的最大化。局部放电检测技术具有很大的发展潜力，但仍存在许多不足，需要进一步研究。
参考文献
[1]裘吟君, 唐炬, 范敏, 等.SF6局部放电分解产生SOF2特征组分的光声光谱检测[J].高电压技术, 2013, 39 (5) :1163-1169.
[2]唐炬, 范敏, 裘吟君, 等.SF6局部放电分解组分光声光谱检测的温度特性[J].高电压技术, 2012, 38 (11) :2919-2926.
[3]唐炬, 范敏, 谭志红, 等.SF6局部放电分解组分光声检测信号交叉响应处理技术[J].高电压技术, 2013, 39 (2) :257-264.