超高頻局部放電檢測發現變壓器疑似放電現象

盛敏超，連志鵬

（國網九江供電公司，江西九江 332000）

0 引言

電力變壓器是電力系統中的重要設備之一，其絕緣狀況的好壞直接影響著電力系統的安全運行。隨著電力系統的發展和電壓等級的提高，局部放電已經成為電力變壓器絕緣劣化的主要原因之一，因而局部放電的檢測與評價也就成為變壓器絕緣狀況檢測的重要手段。無論是研究機構、制造廠商，還是電力系統，都越來越關心局部放電檢測技術的發展，并廣泛的把局部放電檢測作為變壓器絕緣質量監控的重要指標。由于人們非常關注電力變壓器運行的安全問題，所以對其局部放電機理和檢測方法進行了大量的研究。

局部放電過程中會產生電脈沖、電磁波、超聲波、光、局部過熱、和化學反應（氣體生成物）等現象。局部放電的檢測以局部放電所產生的各種現象為依據，通過能描述該現象的物理量來表征局部放電的狀態。則相應的就出現了電脈沖檢測法、電磁波檢測法（超高頻法）、超聲波檢測法、光檢測法、和氣相色譜檢測法等多種檢測方法。

超高頻檢測法是通過檢測變壓器局部放電的超高頻電磁波信號來獲得局部放電信息。在變壓器局部放電測量時，現場干擾信號的頻譜范圍一般小于300MHz，且在傳播過程中衰減很大，若檢測局部放電產生的數百MHz以上的電磁波信號，則可有效避開電暈等干擾，大大提高信噪比。正是由于超高頻法的特點及變壓器箱體的屏蔽效果，使其測量變壓器的抗干擾能力優于目前傳統局部放電檢測法，利于變壓器局部放電的帶電檢測。

九江供電公司電氣試驗一班使用的是北京國電迪揚代理的PDS100儀器。PDS100是一款手持式，電池供電的用于變電站局放測試的儀器。儀器采用無線電頻率掃描測試技術，其非侵入式的、在線測試因局放產生的聲音信號。PDS100設計用于檢測來自于變電站設備的局放信號。PDS100可用于任何變電站而不必接觸帶電部位。

1 案例描述

年度檢修對市中220 kV變電站進行全站非接觸超高頻局放巡檢測試。檢測人員在使用非接觸超高頻（UHF）方法檢測過程中發現220 kV2號主變場區測試點，頻域掃描模式下50 MHz-1 000 MHz頻段測試曲線相對變電站背景信號有一個很寬頻帶的信號提升。在2號主變臨近的1號主變場區，以及2號主變220 kV出口避雷器處選取測試點，頻域掃描測試曲線相對背景信號的提升明顯減弱，時域模式也未見明顯放電特征信號，確認了放電信號來自2號主變本體。在2號主變本體周圍選取測試點，發現在10 kV出現位置，頻域測試曲線相對背景信號提升達到最大值，時域模式下多個頻段均監測到明顯放電信號。

2 檢測分析方法

現場在距離變電站內設備約30 m處，采集50 MHz-1000 MHz各頻段信號強度形成基線軌跡圖譜（背景信號）作為比對標準。隨后在被試設備處再次觀測50 MHz-1000 MHz各頻段信號強度，并與基線軌跡圖譜進行對比，觀察兩者的偏差。在兩者幅值偏差較大的頻段切換到時域模式下，觀察該頻段是否有典型放電特征信號。

在完成頻域背景信號（圖1中紅色曲線）采集后，將背景信號設置為對比基線，然后再次啟動頻域掃描模式，按照既定巡視路線對全站高壓一次設備進行巡視。

圖1 市中220 k V變電站背景信號頻域測試曲線

當巡視至220 kV2號主變位置時，發現頻域測試曲線相對基線有明顯提升。隨后以2號主變為中心，在臨近間隔選取測試點采集頻域信號進行對比，發現臨近1號主變場區、2號主變220 kV出口避雷器處頻域信號的提升現象均有所減弱（如圖2、3所示），時域模式下也未見明顯放電特征信號（如圖4所示）。

圖2 1號主變頻域測試曲線（紅：基線，綠：1號主變處信號）

圖3 2號主變220 k V出口避雷器處頻域測試曲線（紅：基線，綠：出口避雷器處信號）

圖4 1號主變時域測試曲線

確認信號源來自2號主變本體后，在2號主變周圍選取測試點，220 kV位置信號提升現象較弱，110 kV位置提升現象有所增強，在10 kV位置，頻域測試曲線相對背景信號提升達到最大值（圖5），且時域模式下多個頻段均監測到明顯放電特征信號（圖6）。

圖5 2號主變220、110、10 kV側頻域對比測試曲線（紅：基線綠：220 黑：110 藍：10）

圖6 2號主變10kV側中心頻率分別為400MHz.、450MHz、500MHz、550MHz、600MHz、時800MHz，帶寬6MHz時域信號測試曲線

由此可以判斷放電位置在2號主變10 kV側附近，具體放電位置還需通過其他檢測手段精確定位。

3 結束語

1）非接觸超高頻局放測試技術應用于變電站高壓一次設備巡檢，能夠對各種類型的設備進行全面檢測。采用手持式終端，檢測過程中測試人員按照預先設定的合理巡視路線對全站設備輻射的信號進行檢測，相對其他檢測手段極大地提高了測試效率，能夠從大范圍巡視區域中快速檢測出存在疑似放電現象的設備。

2）非接觸超高頻局放測試技術在定位精度上存在不足，特別是當設備布置緊湊，只能判定信號源的大致區域，對于故障診斷而言能夠提供的信息明顯不足。因此在實際操作中需要配合其他多種檢測手段，針對信號源進一步精確定位。