杨洁
国网湖南省电力有限公司沅江市供电分公司，湖南省益阳市，413000
摘要：变电站一次设备主要故障为绝缘性故障，其主要诱因是局部放电。文章详细分析变电站一次设备局部放电原因并进行归类分析，找出其故障规律、起因，提出规避措施，搭建在线监测技术平台，寻求适宜于变电站环节的监测技术。工程实例验证文章所示规律算法具有可行性和实用价值。
1.局部放电类型
局部放电指的是电力一次设备绝缘发生局部击穿现象，局部放电特征参量能够在一定程度上反映不同老化阶段的绝缘特性，可作为评判放电严重程度的特征参数。主要具有以下四类局部放电：
1.电晕放电
电晕放电是电极之间未击穿，但在高压环境下放电电荷运动的现象。根据电荷积累情况，电晕放电可以演变成火花放电（形成稳定放电通道），造成严重破坏。对于电力系统而言，电晕放电会引起一次设备绝缘下降，需要一次设备运维人员及时发现采取措施。
2.尖端放电
尖端放电本质上等同于电晕放电，但是其原因在于电力设备导体存在毛刺，导致毛刺端引发击穿现象。其容易出现在组合绝缘设备当中，具有较强破坏，需要提前预警处理。
3.表面放电
表面放电指的是污秽导致绝缘层表面磁场应力改变，从而产生放电现象。其放电的幅值在局部放电中最高，将严重损害绝缘强度，甚至危害人员健康。
4.颗粒放电
颗粒放电常发生在GIS内部，由于工艺和封装导致灰尘进入GIS内部，在电力场和重力场作用线，颗粒物在GIS内部上下跳动，造成绝缘表面损坏引发闪络现象。该类故障可通过在线监测装置及时发现。
2.一次设备在线监测原理
一次设备在线监测本质为通过传感器实时监测对象状态，感知其健康情况，对比额定数据，发现异常并告警的过程。在线监测装置原理图如图1所示。
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图1 在线监测装置原理图
从图中可知：在线监测主要难点在于对象特征量提取和多源信息融合处理诊断过程。文章总结常见一次设备在线监测方法，如下所示：
1.变压器与GIS开关在线监测
变压器、GIS开关在线监测装置主要考虑特征量包括：放电时电火花、震动、电磁波等。目前采用较多的方法是超高频定位法。超高频定位法基本原理是采用声发射原理测试带电GIS设备局放量的试验方法，通过接收局放时产生的微小声波压力信号，可以判断故障点位置和故障性质。其主要难点在于传感器分布位置合理性，原理图如图2所示。
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图2 超高频定位法结构图
从图2可知，超高频定位法核心在于信号提取，是一种较为成熟方法，但是对于变压器和GIS开关，由于体积较大，相关特征来存在幸存者偏差，即传感器难以全部监测从而导致诊断失败。
2.开关柜在线监测
变电站开关柜具有数量多、造价便宜、检修容易等特点，因此其在线监测与变压器、GIS开关等昂贵设备有区别。开关柜在线监测主要使用暂态低压方式。
开关柜局部放电会使得电荷聚集在距离放电源不远处的接地导体附近，并形成一个对地的电流脉冲源，我们可以在设备外部检测到放电信号，所以通常进行暂态地电压时直接把传感器贴敷在开关柜的外壳，当放电信产生的电磁波信号通过开关柜的外壳不连续处传播出去时，产生的暂态电压。
暂态低压方式对于剧烈放电特别敏感，但是对于轻微局部放电的监测有待进一步提升。
3.改进措施
无论是超高频定位法还是暂态低压法进行局放都存在其特定局限性，因此文章提出改进的局部放电测量检修方法。
1.超高频定位法改进
由于超高频定位法只能检测故障大概区域，因此加装超声波精准定位。即先通过超高频定位法检测是否存在局部放电；在疑似故障点通过超声波精准定位。
在联合诊断检修过程中，应当使用压电式超声波传感器进行连续检测，当检测到最大信号处时，检查是否是噪声干扰，如果检测不到应检测周围有没有振动干扰源，如马达噪声、施工噪声等。排除噪声后，应当重新进行在线检测。
2. 暂态低压法改进
由于开关柜数目众多，通过每个开关柜加装暂态低压装置显然不符合经济性要求，因此采用手持式设备，进行疑似设备检测定位，然后再进一步精确定位检修。在进行精确定位检修过程中，可以通过放电图谱判断局放类型。
4.结语
文章总结了在线监测原理，分析常见在线监测方法的不足，提出一次检修过程中局部放电监测和处理改进措施，对于工程人员具有一定的实际意义。
参考文献
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[2]李梦莹,邢昕奕,刘雅文.局部放电周期性窄带干扰抑制方法综述[J].科技创新与应用,2021,(1):142-144.