電力變壓器局部放電檢測技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展

孫曉鳳，陳偉宇

雞西市郊區(qū)農(nóng)電局

電力變壓器局部放電檢測技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展

孫曉鳳，陳偉宇

雞西市郊區(qū)農(nóng)電局

我國電力系統(tǒng)的發(fā)展正在逐漸的加快和完善，對于電力系統(tǒng)的故障檢驗(yàn)的技術(shù)也變得更為先進(jìn)，但是，在電力系統(tǒng)之中，局部放電依舊是電力系統(tǒng)檢測之中的難點(diǎn)，限制了電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，本文對于電力系統(tǒng)之中局部放電的檢測技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，并對檢測系統(tǒng)的發(fā)展未來進(jìn)行了一定的探討。

電力變壓器；局部放電；檢測技術(shù)

一、局部放電檢測對于電力系統(tǒng)的影響

在近些年的電力系統(tǒng)的發(fā)展之中，我國電力系統(tǒng)的發(fā)展和電壓等級都得到了很大的發(fā)展，局部放電的檢測已經(jīng)成為在電力系統(tǒng)之中，檢測變壓器中絕緣設(shè)置的劣化程度的重要的檢測指標(biāo)。局部放電檢測的結(jié)果對于當(dāng)前的電力系統(tǒng)之中的各元件的升級和檢修的重要指標(biāo)，我國的各個(gè)電力系統(tǒng)的研究和實(shí)踐部門都開始關(guān)注局部放電檢測技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，以便于進(jìn)一步升級國家的電力系統(tǒng)。

二、現(xiàn)階段的局部放電檢測技術(shù)

在當(dāng)前的局部放電的檢測之中，一般會使用電磁脈沖檢測、超聲波檢測法等多種檢測手段對局部放電過程之中的物理現(xiàn)象的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，在接下來的內(nèi)容之中，本文對現(xiàn)階段局部放電檢測技術(shù)進(jìn)行了分析和探討。

1、超聲波檢測

在變壓器的局部放電之中，超聲波就是局部放電會產(chǎn)生的一種物理現(xiàn)象中的一種，因此，使用固定在變壓器上的超聲波檢測裝置就可以對局部放電的程度進(jìn)行檢測。

在超聲波檢驗(yàn)法之中，常使用的儀器是壓電傳感裝置，其目的是為了避免變壓器之中鐵心的噪聲干擾和內(nèi)部的機(jī)械噪聲的干擾。由于超聲波檢測屬于聲波類的檢測過程，因此，這種檢測方法不會受到變壓器內(nèi)部的電氣干擾，檢測局部放電的準(zhǔn)確度較高。

但是超聲波檢測也存在其固有的缺陷，聲波的傳播會受到各種介質(zhì)的影響，從而影響超聲波檢測的結(jié)果，進(jìn)而對局部放電現(xiàn)象產(chǎn)生誤判。在變壓器的內(nèi)部，其不同結(jié)構(gòu)的材質(zhì)也不同，對于超聲波檢測的結(jié)果會有很大的影響，目前在局部放電檢測之中的超聲波檢測器的抗干擾能力差，在加上超聲波檢測所固有的缺陷，增加了超聲波檢測的難度，降低了超聲波檢測的精確度。

2、光測法

在變壓器的局部放電之中，除了會產(chǎn)生電磁輻射和超聲波之外，還會在變壓器的內(nèi)部產(chǎn)生光輻射。因此，通過對變壓器內(nèi)部光輻射的強(qiáng)度的測量，可以對變壓器局部放電的情況進(jìn)行了解。這就是光測法檢測局部放電情況的原理。

光測法主要是通過光電轉(zhuǎn)換的方法對變壓器內(nèi)部的光輻射的強(qiáng)度進(jìn)行測量和量化，光測法的研究之中表明，在光電轉(zhuǎn)換后,通過檢測光電流的特性可以實(shí)現(xiàn)局部放電情況的識別。雖然在實(shí)驗(yàn)室中利用光測法來分析局放特征，及絕緣劣化機(jī)理等方面取得了很大進(jìn)展,但由于光測法設(shè)備復(fù)雜昂貴、靈敏度低,且需要被檢測物質(zhì)對光來說是透明的,因而不可能在實(shí)際中應(yīng)用。

3、化學(xué)性檢測

局部放電的檢測目的是檢測變壓器內(nèi)部絕緣材料的完整度，這種檢測的原理就是變壓器在產(chǎn)生局部放電時(shí)，變壓器內(nèi)的絕緣體會因?yàn)殡娏靼l(fā)生分解，進(jìn)而進(jìn)行化合反應(yīng)并生成新的化學(xué)物質(zhì)。化學(xué)檢測就是對變壓器內(nèi)部生成化學(xué)物質(zhì)的數(shù)量和濃度來判斷局部放電的強(qiáng)度和數(shù)據(jù)，并對內(nèi)部絕緣材料的完整度作出分析。

在目前的檢測之中，這種方法被廣泛應(yīng)用于我國的變壓器電力系統(tǒng)的故障檢驗(yàn)之中，通過對故障部位的化學(xué)成分進(jìn)行分析，可以研究得出所損壞部位的實(shí)際情況，并得出故障產(chǎn)生的原因和位置，故障的位置和程度不同的情況之下，所生成的化學(xué)物質(zhì)的組成和成分也有各自的不同。

4、紅外熱像法

紅外熱像檢測法是根據(jù)變壓器在局部放電檢測之中會產(chǎn)生電熱能來對局部放電的情況進(jìn)行分析。電磁熱效應(yīng)的檢測是通過變壓器內(nèi)部的局部區(qū)域的熱量和溫度變化來對電熱能的產(chǎn)生情況進(jìn)行研究分析，熱像檢測對于電力變壓器內(nèi)部局部放電情況的定性分析有很大的作用，但是其測得的數(shù)據(jù)無法進(jìn)行量化的研究，進(jìn)而得出精確的研究結(jié)果。

5、脈沖電流檢測

根據(jù)對于局部放電影響的研究，變壓器內(nèi)部在產(chǎn)生局部放電的過程之中會產(chǎn)生脈沖電流，因此，對于脈沖電流幅度和頻率的檢測可以得出局部放電的實(shí)際情況。在實(shí)際的測試之中，脈沖電流檢測法是通過檢測變壓器內(nèi)部的阻抗和變壓器結(jié)構(gòu)之中由于局部放電而產(chǎn)生的脈沖電流的強(qiáng)度，并對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而了解局部放電的實(shí)際情況。檢測變壓器局放脈沖的電流傳感器通常用羅哥夫斯基線圈制成。電流傳感器按頻帶可分為窄帶和寬帶兩種,該檢測方法所得的數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，但是由于檢測和放大脈沖電流的過程之中，儀器的阻抗和電流放大電路對于所測得的實(shí)際脈沖電流的數(shù)據(jù)造成了影響，使得儀器的檢測準(zhǔn)確度有所下降。

6、射頻檢測

射頻檢測是利用羅哥夫斯基線圈從變壓器的中性點(diǎn)處測取信號,測量的信號頻率可以達(dá)到30MHz,大大提高了局部放電的測量頻率,同時(shí)測試系統(tǒng)安裝方便,檢測設(shè)備不改變電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式。對于三相電力變壓器,得到的信號是三相局放信號的總和,無法進(jìn)行分辨;且信號易受外界干擾。隨著數(shù)字濾波技術(shù)的發(fā)展,射頻檢測法在局放在線檢測中得到了較廣泛的應(yīng)用。

三、檢測方法的優(yōu)化

超聲波檢測法和光輻射檢測法作為對非電流的物理量進(jìn)行檢測的方法，不容易受到變壓器自身工作的影響，所測得的數(shù)據(jù)較為精確，但是由于方法本身存在的問題，使得兩種方法不適合實(shí)際的局部放電檢測工作。因此，在當(dāng)前的電力發(fā)展的社會潮流之下，設(shè)計(jì)和研究人員可以對兩種測量方法進(jìn)行技術(shù)上的改造和進(jìn)化，使得兩種方法更為適應(yīng)實(shí)際的局部放電檢測。

對于超聲波檢測系統(tǒng)的優(yōu)化可以從優(yōu)化超聲波檢測系統(tǒng)內(nèi)部的聲電轉(zhuǎn)換的元件的優(yōu)化開始。聲波檢測系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是在超聲波的檢測之中，聲波的傳播容易受到變壓器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)材料的傳播速度的影響，從而影響測量結(jié)果。因此，在實(shí)際的改進(jìn)之中，可以換用檢測效率更高的聲電轉(zhuǎn)換元件，盡可能提高聲電轉(zhuǎn)換測量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，從而提高超聲波轉(zhuǎn)換的實(shí)用度。

對于光測法的實(shí)際改進(jìn)，可以將光纖作為局部放電的輔助檢測手段使用，所得的數(shù)據(jù)可以用于修正檢測方法所得到的數(shù)據(jù)。對于光纖伸入變壓器油之中產(chǎn)生的光纖彎曲和光纖的頻率和幅度的改變，可以在數(shù)據(jù)的處理之中對數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的調(diào)制和解調(diào)，從而得到正確數(shù)據(jù)。

四、結(jié)語

幾種檢測方法可以在未來的電力系統(tǒng)的發(fā)展之中發(fā)揮更大的作用，因此，在發(fā)展之中，研究人員應(yīng)該對檢測方法進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，以便于適應(yīng)未來電力系統(tǒng)的進(jìn)步。

[1]李新剛.電力變壓器的維護(hù)與管理[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017(05)

[2]邢景龍.電力變壓器保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢[J].黑龍江科技信息，2017(02)