摘要：随着社会经济的不断发展和科学技术水平的提高，传统的停电试验检测方法已经逐渐被带电测试技术所取代，并且在电力系统中实现了广泛的应用，带电检测不仅能够全面的反应电气设备的实际运行情况，还能够为检修策略的制定提供科学的参考依据，是确保电气系统安全稳定可靠运行的根本保障，并且成为电气设备状态检修工作不可或缺的重要一部分，必须要对带电检测技术加以重视。
关键词：局部放电；带电检测；变压器
1局部放电概述
局部放电是指在相互绝缘两电极间发生的非贯穿性放电的现象，它是区别于绝缘介质完全击穿的一种常见电气设备故障。局部放电通常发生在绝缘介质局部电场畸变严重或电场强度较高，且介质绝缘强度较低绝缘介质的表面、内部或两种绝缘介质的交界面。电气设备中局部放电的产生是由于绝缘介质或者绝缘构件在制造过程中材质内部存在沙眼，气隙或油膜等瑕疵。同时，绝缘介质、绝缘构件几何外形设计不合理或电力设备超过额定电压运行也是发生局部放电的重要原因。
1.1局部放电的机理及特点
局部放电是指在绝缘介质电极间发生且未击穿整个绝缘介质的放电现象。局部放电通常发生在绝缘介质局部电场畸变严重或电场强度较高，且介质绝缘强度较低的绝缘介质的表面、内部或两种绝缘介质的交界面。常见局部放电现象主要包括：绝缘介质内杂质的击穿；高场强条件下绝缘固体或液体介质内部的局部击穿；光滑金属表面的边缘，毛刺，附着颗粒物等部位由于局部场强过于集中造成的局部绝缘介质击穿的放电现象等。通过局部放电原理及试验室试验得出产生局部放电的条件主要有以下两点。
（1）均匀强电场或稍不均匀电场条件下，绝缘强度不够的绝缘介质内部或表面，如固体绝缘介质中的空腔，裂隙；液体、胶体（液溶胶）绝缘介质中的气泡，或不同绝缘介质间存在的弱绝缘强度介质。
（2）不均匀电场或及不均匀电场条件下，在导体边缘、尖端等电场集中的部位或受损的绝缘介质表面，如带电金属构件边缘，尖角，毛刺，或直径过细的导线表面等。
2局部放电带电检测技术及带电检测技术的应用
电力设备内发生局部放电时的电流脉冲（上升沿为ns级）能在内部激励频率高达数GHz的电磁波，通过检测这种特高频电磁波信号实现对局部放电的检测。研究表明，GIS系统如同一系列的谐振腔，谐振腔中信号传播损耗小，信号传播时间长，通常1个ns级的局部放电信号可以持续1ms以上，有利于信号的检测。特高频检测频段高（通常为300～3000MHz），具有抗干扰能力强、检测灵敏度高等优点，可用于电力设备局部放电类缺陷的检测、定位和故障类型识别，以英国DMS公司为代表的特高频局放检测设备得到了广泛应用。就特高频法本身而言，近十几年来并未有大的改变，但特高频信号的检测技术，特别是特高频传感器技术近年来的发展较快，涌现出了一系列不同结构、不同形式及适用于不同场合的特高频传感器。
超声波检测可对频率为20～200kHz的声信号进行采集、分析和判断。局部放电产生的声频谱分布很宽，在GIS的局部放电检测中，超声波检测传感器谐振频率一般在40kHz左右。而在变压器中，其谐振频率一般在150kHz左右。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除了局部放电产生的声波外，自由金属颗粒撞击导体、操作导致的机械振动等也会产生声波。超声波检测法中已得到较多研究的是放电类型识别，其中针对自由颗粒，有许多学者开展了通过飞行时间和超声信号幅值等因素对其危险性的评估。
暂态地电压法（频率范围通常为3～100MHz），用来判断设备内部是否存在绝缘故障，广泛应用于开关柜、环网柜等设备的内部绝缘缺陷检测。研究结果表明，暂态地电压检测技术对尖端放电、悬浮放电和绝缘子内部放电比较敏感，检测效果较好，而对沿面放电不敏感，因此常将其与超声波检测法配合使用。英国EA公司的便携式局放检测设备集成了暂态地电压和超声波2种方法，得到了广泛的应用。
高频检测法是局部放电带电检测中常用的测量方法，其检测频率范围通常为3～30MHz，可广泛应用于高压电力电缆及其附件、变压器、电抗器、旋转电机等电力设备的局放检测。由于高频法检测频率相对较低，现场测试容易受到各种电磁干扰的影响，如何将干扰信号去除是其较为困难和关键的问题之一。还有一种较为独特的基于脉冲波形特征分类的处理方法剔除噪声，即将噪声脉冲和局放脉冲进行时域和频域的转换，分别计算每个脉冲波形的等效时间T和等效频宽W，将其映射到T—W的二维平面上进行聚类，根据噪声聚类和局放聚类的不同，从而将噪声和局放信号分离。
3存在的问题与未来的发展
电气设备带电检测技术经过多年的发展已经形成了一套完成的检测方法和检测流程，尤其是近年来特高频和超声波等局部放电类带电检测技术发展较快，取得了一系列重要进展。带电检测技术在现场实际应用逐渐广泛和深入，发现了众多电气设备缺陷和故障，避免了事故的发生，但仍有缺陷或故障无法避免，特别是局部放电类的缺陷或故障仍是电气设备无法从根本上避免的顽疾。尽管目前带电检测工作建立了一些管理机制、划分了各级职责，但由于电网的快速发展与检测人员不足的矛盾，导致带电检测现场工作日益繁重、带电检测数据深入分析欠缺等，也影响着带电检测的进一步发展，除了以上提到的一些问题外，带电检测特别是局部放电检测依然存在诸多问题需要解决。
4结语
局部放电现象对电气设备危害巨大，长期局部放电会造成绝缘局部损坏，甚至造成绝缘击穿。在局部放电过程中会释放臭氧或氧化氮等氧化性较强的气体以及一定程度的热量，在这些气体和热能的作用下会使绝缘介质受到化学腐蚀，导致热击穿。因此有计划的对电气设备进行周期性的局部放电测量，就能够及时的发现电气设备的设计和制造工艺的缺陷，能够防止局部放电现象的进一步恶化，预防电气设备事故的发生。
参考文献：
[1]李星宇.热成像技术在变电设备带电检测中的应用[J].中国新技术新产品，2019（04）：11-12.
[2]连双.局部放电带电检测技术在配电环网柜中的应用[J].电工技术，2019（03）：125-126.
[3]王玺.试论化学检测技术在电力设备带电检测中的应用[J].化工管理，2018（34）：116-117.
[4]韩殿福，孙成堃，赵辉.带电检测技术在配电设备状态检修中的应用探究[J].南方农机，2018，49（17）：213+224.
[5]郭蕴.开关柜局部放电带电检测技术的运用[J].科学技术创新，2018（25）：48-49.
论文作者:刘林
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/10
标签：局部论文; 介质论文; 电场论文; 电气设备论文; 检测技术论文; 信号论文; 超声波论文; 《电力设备》2019年第3期论文;