张思宾
国网浙江省电力公司宁波供电公司 浙江宁波 315000
摘要：本文简要地分析了电力变压器局部放电形成的原因，同时对局部放电的危害以及主要的放电形式作了阐述，并对目前较为常见的几种变压器局部放电检测方法进行探讨，希望能够对今后电力变压器的局部放电检测提供参考。
关键词：变压器；局部放电；检测方法
1电力变压器局部放电概述
通常情况下人们认为变压器在经过冲击耐压和工频耐压种试验后，就可以长期稳定运行。但是，在实际工作中，通过对变压器的许多运行事故进行分析发现，变压器在未发生过电压的情况下也会出现绝缘故障。变压器发生绝缘事故的原因是，在运行过程中，变压器受到高电场的影响而在内部发生局部放电，从而导致绝缘性能下降，当绝缘性能降低到一定程度时还会造成变压器击穿。因此，为了确保变压器长期稳定可靠运行，还需要分析变压器的局部放电性能指标。
传统的冲击耐压和工频耐压不能高效地检测变压器局部放电缺陷，同时交流耐压试验会影响变压器的运行稳定性，且在电压等级升高时还会对变压器的绝缘性能造成损伤。为了预防变压器故障，提前发现变压器中存在的绝缘缺陷，测试变压器的局部放电特性是一种很好的选择。通过对变压器进行局部放电检测，可以提高变压器的可靠性，从而提髙整个电力系统的安全性。目前，变压器的局部放电检测作为一种非破坏性试验，已经在《输变电设备状态检修试验规程》中被列为诊断性试验项目。对变压器进行局部放电测试的主要目的是在规定的电压下，检测局部放电量是否小于厂家规定的数值。
2电力变压器发生局部放电的典型结构
变压器的绝缘材料由纸、油、纸板等组成，由于绝缘内部存在杂质，加上设计和制造缺陷，在变压器的固体绝缘表面、气隙、油隙等部位比较容易产生局部放电。电力变压器容易发生局部放电的典型结构包括以下几种：
（1）杂质。在变压器的绝缘材料中，油的耐击穿能力最差，因此，变压器的油隙、油道等地方的绝缘等级较低。当油中含有杂质时，杂质会导致油中的电场发生畸变，从而导致绝缘水平较低的这些部位发生局部放电。
（2）引线。在变压器的不同引线之间很难做到电场均匀分布特别是在高压绕组与其他绕组之间的电场更难做到均匀分布，因此很容易发生局部放电。
（3）突出的金属电极。在变压器的制造过程中会有很多突出的金属电极，例如铁芯边角、焊缝毛刺等，这些电极会导致电场集中，引发局部放电。因此，为了消除突出金属电极的影响，在制造时要对其进行磨光处理。
3变压器局部放电检测方法
变压器局部放电的检测方法主要是以局部放电时所产生的各种现象为依据，产生局部放电的过程中经常会出现电脉冲、超声波、电磁辐射、气体生成物、光和热能等，根据上述的这些现象也相应的出现了多种检测方法，下面介绍几种目前比较常见的局部放电检测方法。
3.1脉冲电流检测法
这种方法是目前国内使用较为广泛的变压器局部放电检测方法，其主要是通过电流传感器检测变压器各接地线以及绕组中产生局部放电时引起的脉冲电流，并以此获得视在放电量。电流传感器一般由罗氏线圈制成。主要优点是检测灵敏度较高、抗电磁干扰能力强、脉冲分辨率高等；缺点是测试频率较低、信息量少。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2化学检测法
化学检测法又被称为气相色谱法，变压器出现局部放电时，会导致绝缘材料被分解破坏，在这一过程中会出现新的生成物，通过对这些生成物的成分和浓度进行检测，能够有效的判断出局部放电的状态。这种方法的优点是抗电磁干扰较强，基本上能够达到不受电磁干扰的程度，也比较经济便捷，还具有自动识别功能；但该检测方法也存在一些缺点：由于生成物的产生过程时间较长，故此延长了检测周期，只能发现早期故障，无法检测突发故障，并且该方法只能进行定性分析，无法实现定量判断。另外现在使用的气体传感器对检测到的所有气体都较为敏感，致使检测的准确性不是很高。
3.3光测法
由于局部放电会产生光辐射，光测法主要是针对局部放电时产生的光辐射进行检测。通常情况下变压器油中发生放电时所产生的光波长度均不相同，试验结果表明光波的长度一般在500nm～700nm这一区间范围，当光电发生转换后，根据光电流的特性，能够对局部放电进行识别。
3.4超高频检测法
变压器在发生局部放电时都会出现正负电荷中和的现象，并且伴随这一现象都会形成一个陡的电流脉冲向周围辐射电磁波。该方法主要是通过对变压器内部产生局部放电时所发射的超高频电磁波进行接收，从而达到对局部放电的定位和检测。这种检测方法的主要优点是测量频率比较高、检测频率范围可以调节、抗电磁波干扰性能强、灵敏度较高等。
3.5射频检测法
该方法主要是通过利用电流互感线圈从变压器的中性点进行测量获取信号，测量的信号频率通常能够达到3万kHz，从很大程度提高了局部放电的测量频率。主要优点是射频检测系统安装方便，检测设备不会改变变压器的运行方式；其缺点是由于射频检测只能对单一的信号进行分辨，无法准确的判断三相变压器局部放电信号的总和。因此，不适合三相变压器的局部放电检测。
3.6红外热像法
该方法主要是通过红外线测量仪器对变压器中局部放电时所产生的电热能量转换来实现检测局部放电区域内的温度变化达到检测的目的。主要优点是红外线仪器操作简便，并且测出的结果直观准确；其缺点是只能对变压器表面的局部放电进行检测，无法检测到变压器深处的故障，只适合定性测量，目前尚不能用于定量测量。
3.7超声波检测法
这种方法主要测量的是变压器局部放电时所产生的超声波信号。通过利用安装在变压器油箱上的超声传感器对变压器局部放电产生的超声波进行接收，并以此来确定变压器局部放电的位置和大小。该方法可以同时适应在线和离线检测，且检测结果相同；其缺点是不能进行定量判断，只能作为辅助测量。
结语
电力变压器作为电力系统中的主要组成设备，它的正常运行情况关乎整个电网的正常运行，一旦变压器发生故障，将会导致大范围停电，由此造成巨大的经济损失。而局部放电目前已经成为引发变压器故障的重要原因之一。因此，对变压器局部放电进行检测至关重要。鉴于此，笔者根据多年的工作实践经验，分析了局部放电造成的危害以及主要的放电形式，提出了几种常见的变压器局部放电检测方法，仅供借鉴参考。
参考文献：
[1]唐志国，李成榕，常文治，王彩雄，盛康.变压器局部放电定位技术及新兴UHF方法的关键问题[J].南方电网技术，2008（1）.
[2]冯永新，邓小文，范立莉，等.大型电力变压器振动法故障诊断的现状与趋势[J].南方电网技术，2009（3）.
[3]梁钊，杨晔闻，叶彦杰.电力变压器局部放电检测方法探讨[J].南方电网技术，2011，01：85～89.
作者介绍：
张思宾（1982.10.25）；性别：男；籍贯：河北唐山；民族：汉；学历：本科；职称：工程师；研究方向：高电压技术；单位：国网浙江省电力公司宁波供电公司。
论文作者:张思宾
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第24期
论文发表时间:2018/4/8
标签：局部论文; 变压器论文; 检测方法论文; 发生论文; 测量论文; 生成物论文; 电场论文; 《建筑科技》2017年第24期论文;