摘要：电力变压器内部发生局部放电就会影响电气设备使用寿命。局部放电时间虽短，能量较小，不会立即引起绝缘的穿透性击穿，但是具有很大的危害性。局部放电对绝缘设备的破坏是一个缓慢的发展过程，对高压电气设备长期安全运行造成影响。由于传统的脉冲电流法检测局部放电只能在设备停电时进行，因此实施变压器局部放电带电检测和定位，及时监控变压器绝缘状态具有重要的意义。
关键词：电力变压器；局部放电带电检测；定位技术
1电力变压器局部放电带电检测和定位技术的重要性
中国电力的迅猛发展，就要求电力变压器的可靠性更高。如果电力变压器损坏，就会影响电力的输送，给国家带来巨大的经济损失。局部放电会使电力变压器发生故障，所以，做好电力变压器局部放电带电检测和定位非常重要，可以有效避免电力变压器发生事故。带电检测优点是在不用切断变压器电源的情况下进行检测，不会对生产生活造成影响。
2电力变压器局部放电带电检测技术分析
2.1高频电流检测法
高频电流检测法是一种先进的带电检测技术。该技术与传统脉冲电流法的原理相似，均为非电接触式检测方法。在利用高频电流检测法进行局部放电检测时，有效应用高频罗氏线圈，发挥其测量阻抗的作用，然后获取耦合电路中的陡脉冲电流信号，最终得到准确的局部放电结果。高频电流检测法的最大优势是等效阻抗小，可直接应用在接地扁铁或者试品接地线上，从而维护其他设备的正常运行，避免带电检测对电力系统运行造成其他不良影响。例如，在现实检测过程中，高频电流传感器能够接收到局部放电源发出的信号，并且通过带电监测仪器显示出来。
2.2超高频检测法
当电力系统发生局部放电现象时，系统会产生一种高频率电磁波。这种电磁波在自然空间中的衰减速度虽然相对正常，但是在金属箱中会变慢，进而逐渐从金属箱的缝隙部位传播出来。这种情况下，只要对这种电磁波进行带电检测，就可以判断电力变压器是否存在局部放电情况，并且有效诊断电力变压器的绝缘状态。超高频检测法进行带电检测主要是有效利用超高频传感器。这种传感器主要分为两种类型：一种是可以安装在设备内部的油阀式UHF传感器；另一种是可以安装在设备外部的外置式UHF传感器。
例如，在现实检测过程中，超高频检测法能够检测到300～3000MHz范围内的信号，能够在这一频率范围内有效避免设备受检测现场的干扰，从而提高检测结果的准确性。超高频检测法的最大优势是灵敏度高、瞬态响应能力强，可直观表现出电流的强弱。电力变压器的结构复杂，超高频检测法并不能对不同位置的电流给予有效标定，因此在现实应用中存在局限性。
2.3超声波检测法
当变压器或电抗器内部发生局部放电现象时，其瞬间释放的能量使分子间产生剧烈碰撞，并在宏观上形成一种压力产生超声波脉冲，此时局部放电源如同一个声源，向外发出超声波。在变压器中以球面波形式向周围传播，只要将超声传感器吸附在变压器油箱外壁，就可以接收到放电产生的超声波信号。超声波信号传播路径不同导致传感器在箱体外壁接收到的超声信号强弱也随之变化，通过这些强弱变化确定超声信号传到变压器外壁最强位置，再采用电声定位法可确定放电源的位置。
2.4光学检测法
当电力变压器出现局部放电现象时，变压器油中会伴随发热和发光等情况。如果检测热辐射信号或者光辐射信号，就能够正确判断局部放电情况。例如，在现实检测过程中，光学检测法能够有效接收紫外线、红外线、可见光等光信号，并且将光信号转化为电压信号，从而判断电力变压器局部放电的强弱情况。光学检测法存在一定的局限性，主要应用于外部检测，不能检测内部关键设备的运行状态。
2.5油中气体溶解检测法
电力变压器局部放电意味着液体绝缘油或者固定绝缘纸板老化，导致大量可溶解在油中的低分子烃类气体产生，如甲烷、乙烷、乙炔、乙烯、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。如果检测油中的成分，即可判断电子变压器是否发生局部放电现象。在利用油中气体溶解分析检测法时，检测结果不仅不会受到磁场因素的干扰，还能实现离线检测，应用优势显著。这种检测法对经验判断有较强依赖性，影响检测结果的准确度。
3变压器局部放电带电检测技术的综合应用
现场变压器局部放电带电检测中，有时能收到电信号，有时能收到超声信号，有时也能够同时收到电信号和超声信号，采用超声波和高频两种检测技术联合诊断，能够有效排除干扰，确定变压器内部是否存在放电。
因干扰信号的存在，单一地通过一种检测信号有时不能够准确地判断出变压器内部是否存在局部放电，例如当检测到电信号而无声信号时，可能是因为存在脉冲干扰（例如电晕干扰、无线电干扰及一些变频设备干扰等）；当检测到声信号而无电信号时，则超声信号可能是变压器振动引起的。
在电信号和声信号能够同时检测到的情况下，电信号和超声波信号在时域上有着很好的对应关系，超声波信号滞后于电信号，具有固定时差，可以确定放电来自变压器内部，同时利用电声定位确定变压器故障点位置。电声综合检测示意图如图1所示。
图1局部放电综合检测示意图
4电力变压器局部放电带电检测定位技术
4.1超声波定位技术
超声波定位技术是根据超声波信号之间的时间差来定位。使用超声波定位技术时，把固定在变压器外壳上的一个传感器当作参考点，依次测试得到放电信号传到另一个传感器和参考传感器的时间差，把这个时差利用方程式求解，就可以求出局部放电的区域，这种方法被称为双曲面计算法。时间差、算法和等值声速直接影响着超声波定位技术的准确性。
4.2超高频检测定位法
电力变压器局部放电的时候会产生超高频电磁信号，工作人员可以利用超高频电磁信号强大的抗干扰性，迅速确定局部放电位置，但是金属会阻碍超高频电磁信号的穿透，并且遵循几何绕射定律，电力变压器内复杂的结构，导致超高频电磁信号不断改变传播，所以一定要清楚的了解造成影响的因素，以保证能对局部放电位置准确定位。
4.3局部放电检测联合定位法
由于采用单一的方法进行定位，会受到较大的影响，从而导致定位不准确，如脉冲电流容易受到噪音等影响，且抗干扰能力较低。所以，为了提高局部放电定位的准确性，越来越多的联合定位方法被使用，如特高频-声联合定位、特高频-光联合定位等。特高频-声联合定位是超声波与特高频方法相结合的定位方法，定位时，在变压器充油阀附近安置特高频传感器，能够避免特高频电磁波的衰减问题，然后通过获取的特高频信号初步判断放电位置；然后在距离较近的俩个充油阀附近分别安置超声波传感器，采用获取到的超声信号时差与高频电磁波时差相比较，选取相近的时差作为参考时差，从而能够更准确地对放电位置进行定位。特高频-声联合定位弥补了单一特高频定位和超声波定位的缺陷，能够对放电位置进行快速、准确的定位。
特高频-光联合定位是特高频定位与光学定位相结合的方法。光学定位由于受到塑料光纤的限制，只能对小范围内的放电位置进行定位，所以需要特高频进行初步定位，然后用光学检测进行精确定位。特高频信号具有干扰小、反应灵敏等优点，所以才采用特高频进行初步定位，缩小范围，然后采用光学进行精确定位，能够让局部放电定位更加准确。
结语
综上所述，针对电力变压器局部放电带电检测及定位技术的探究十分必要。为了解决局部放电问题，国内外涌现很多带电检测及定位技术，各自具有不同的优势和缺陷，应结合具体情况，发挥相关技术的最大作用。根据研究发现，联合使用多种带电检测及定位方法能够有效提升检测定位的准确度和效率。
参考文献：
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论文作者:王硕
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/8
标签：局部论文; 信号论文; 变压器论文; 电力变压器论文; 超声波论文; 电信号论文; 电流论文; 《基层建设》2019年第23期论文;