李靖
山西京玉发电有限责任公司 山西省朔州市 037200
摘要：现阶段，我国电力行业发展进入技术变革的关键时期，电压等级要求也不断提高。同时，电压升高也容易发生变压器的局部放电现象，而局部放电产生的电流与周围介质会发生相互反应作用，产生热效应或者生成活性物质，其中最重要的问题是局部放电会加速绝缘体老化，隔热性能降低，进而引发电气事故。因此变压器局部放电检测技术的优化工作至关重要，能够有效预防事故发生。局部放电现象的出现使得周围介质形成超声波、高频辐射等效应，这也给检测技术的升级提供了方向。电力变压器是电力系统正常运行中必不可少的一个关键运行部件，运行状况与设备质量直接关系到整个电力系统的安全与稳定性。同时，电力变压器的绝缘状态又直接影响到变压器的整体运行状况，其中局部放电产生大量的电、光、声、热等的物理、化学效应，是造成电力变压器绝缘老化、变形的主要原因，进而可能由此造成不同程度的电力事故。为应对局部放电导致的变压器运行问题，近年来相关专家结合这些效应研发出了各类放电监测技术，如电脉冲法、光检测侧法、超声波法、超高频法、气相色谱法和红外热像法等，均有效地应用在了局部放电检测工作中，帮助整个电力工程正常运行。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对电力变压器局部放电检测技术的现状和发展提出了一些建议，以供参考。
关键词：电力变压器；局部放电；检测技术；现状和发展
引言
超声波检测、光学测量和化学检测等非电检测方法的应用优点是具有较强的抗干扰性，因此在局部放电的性能检测方面具有较高的应用价值与较广阔的发展潜力。不论是电测法还是非电测法，都需要积极不断实现创新化发展，推动电力变压器甚至电力系统中的其他部分的运转性能，提高故障诊断的准确性和可靠性，为电力工程运行提供可靠的技术支撑。
1、局部放电现象产生的原因分析
一般情况下，局部放电和电气设备绝缘材料质量和设备使用时间密切关联，绝缘材料发生劣化的情况存在着非常紧密的关系，这将直接影响到设备绝缘的水平。其中，在电气设备中的变压器、GIS、电力电缆等，主要是因为长时间使用而导致绝缘介质在一些区域内出现了气隙、气泡、杂质。尤其是在一些不规则的区域内，介电常数较周围绝缘材料的小，这样当电压升高到某一个数值的时候，就会出现局部放电现象。此外，在发电机、电力变压器和GIS等电气设备的内部，各种金属部件、各种导电体之间会在运行的过程中产生气泡和杂质等物质，进而能够在固体绝缘空隙以及液体绝缘气泡中或不同介电绝缘层间的击穿场强低于平均值，就首先可能会在这些区域发生放电现象，且在电场的作用下，绝系统内部只有局部区域会发生放电现象。
2、电力变压器局部放电检测技术的现状
1)脉冲电流法。这种方法主要是在变压器套管接地、外壳接地、铁芯接地以及绕组间发生高压局部放电时，对脉冲电流信号进行监测，对脉冲个数、大小、相位等进行准确的测量，具有较高的灵敏度。然而，由于脉冲电流对外界噪声比较敏感，容易受到噪声干扰，这时候，应该准确提取局部脉冲信号，提高自身的抗干扰能力。这种监测方法虽然具有较高的灵敏度，但是由于脉冲频率低，能够监测的信息量有限。2）射频监测法。该方法的工作原理是利用罗氏线圈型传感器从变压器和发电机等被检设备中性点提取信号。射频检测系统安装方便，不受系统运行方式的影响，因而其使用范围更加广泛，在发电机监测中的使用较多。然而，该监测方法具有分辨信号单一的缺陷，不能在三相变压器的局部放电监测中使用。
3）高频脉冲电流法。将高频电流互感器（CT）套在变压器接地线上，采集变压器内部发生局部放电时产生的高频脉冲电流信号。该方法具有测量灵敏度较高、脉冲分辨率高、抗电磁干扰能力强等优点。但因其采集信息少，不能对变压器局部放电位置明确定位。4）化学检测法。化学检测法主要是针对电气设备在局部放电中将产生一些化学物质，从化学物质中判断是否发生局部放电的方法。一般电气设备的绝缘油种类比较繁多，且成分也较为复杂，主要成分为碳氢化合物。利用这些气体特征去判断电气设备是否出现了局部放电情况。主要是由H2、CH4，CO，CO2以及C2H2等组成。其能够在放电作用下产生很多类型不同的气体，通过对这些气体进行分解得到的产物和含量就能对局部放电进行检测虽然操作简便但缺乏实效性，灵敏度也不够高，此方法常被用于对其他方法进行辅助。
3、局部放电检测技术未来发展分析
1）声学检测法、光学测量法以及化学检测等非电检测方法的抗干扰性能力较强，同时对于环境的敏感性较低，能够适应不同电气特性，受到的影响较小，操作也相对方便，今后的发展空间也相对更加广阔，潜力较大。目前，非电检测方法作为主要辅助检测手段，在对绝缘局部放电超声进一步研究的基础上，将对放电强度展开更加准确的定量分析，从而建立一个包含检测、定位等工作的局部放电判断标准。2)超高频法。超高频法是一种电磁波频率检测方法，检测时会向外发射超高频率的电磁波，进而对电磁信号进行有效的检测和分析，以此来实现对放电位置的定位以及对放电模式的分类。通过金属同轴结构，对放电信号进行传播。并且在检测的过程中不会受到外界的干扰，具有很高的灵敏到度和加强的可靠性。但是超高频法不适用于变压器的检测，会使电磁波经过反射和衰变，影响检测效果。超高频法比脉冲电流法在频率上要更高，一定程度上可以避免噪声和脉冲干扰。3）红外热像法。在变压器局部放电时，其产生的电热能量将会造成放电局部位置温度的变化，红外热像法正是利用检查变压器局部温度的变化来判断局部放电的发生及位置。因此红外热像法具有原理简单，清晰直观的优点。但由于该方法只能检测表明温度，所以无法检测变压器内部故障，不能确定故障位置。4）监测设备和监测技术。在电力系统实际运行过程中应用在线监测技术时，为了保证监测结果的准确性，一定要优化在线监测技术。例如在气体监测和电频监测技术的应用中，要考虑到监测设备的运行情况对于监测结果的影响；当一些监测装置的灵敏度达不到要求时，在监测过程中不能发现一些轻微的异常变化，不能起到很好的监测作用。为了确保监测技术的合理应用，要优化监测产品设备和监测技术。
结束语
综上所述，变压器是电力系统中重要的设备单元，其运行情况直接影响到供电质量。通过对现在主要投入使用的变压器局部放电检测手段的分析论证，我们发现了现有各手段的优缺点，并通过背景调查及分析论证，最终提出了利用超声波与高频脉冲电流联合检测法对变压器局部放电检测的优势，该方法既可以充分发挥高频脉冲电流法可以很好地获取故障量的优点，又可以充分发挥超声波法抵抗外界干扰、定位清晰的优点，有效避免了单一检测方法的局限性，可以有效地对电力变压器进行检测。最终通过现场实际安装运用，将采集的现场信息用于软件，分析发现该方法在在线检测、定位变压器的局部放具有极佳的现场运用价值。
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