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科技信息专题论述 试论电力变压器局部放电检测技术的发展和现状 甘肃省金昌市金川集团公司铁路运输分公司电务段蔡秀梅 ［摘要］本文概述了电力变压器局部放电检测技术的研究现状，着重论述了近几年发展起来的数字化测量和超声波检测，并对电 力变压器绝缘局部放电检测技术的发展前景做了探讨。 ［关键词］电力变压器局部放电检测 引言 随着电力系统的发展和电压等级的提高，局部绝缘放电已经成为 电力变压器绝缘劣化的重要原因。因而，变压器局部绝缘放电的检测和 评论也就成为绝缘状况检测的重要手段。因此，无论是研究机构、制造 商、还是电力系统运行部门，都越来越关心变压器局部绝缘放电检测技 术的发展，并广泛地把局部放电检测作为质量监控的重要指标。电力变 压器在绝缘局部放电过程中会产生电脉冲、电磁辐射、超声波、光以及 生成一些新的生成物，并引起局部过热。因此，相应的出现了电脉冲检 测法，超声波检测法，光测法，化学检测法等多种检测方法。对于常用的 检测方法本文做简单介绍，并阐述了它们各自的优缺点。近几年来，局 部放电检测在数字化测量、超高频检测等方面有了较快的发展。本文粗 略介绍了它们的原理及应用情况，并讨论了它们在未来的应用中的发 展前景。 1.常见的几种局部放电检测方法 1.1超声检测法 用固定在变压器油枕壁上的超声传感器可以接受到变压器内部局 部放电产生的超声波，由此来检测局部放电的大小及位置。通常采用的 超声波传感器是压电传感器，选用的频率范围为 70—150KHZ，目的是 为了避开铁心的磁噪声和变压器的机械振动噪声。由于超声法受电气 干扰小以及它在局部放电定位上的广泛应用，人们对超声法的研究较 为深入。但变压器内部绝缘结构复杂，各种声介质对声波的衰减及对声 速的影响都不一样。目前使用的检测超声波传感器抗电磁干扰能力较 差，灵敏度也不高，这就增加了检测难度。近年来，由于声电换能元件效 率的提高和电子放大技术的发展，超声检测的灵敏度有了较大的提高， 因而该方法的发展应用是非常有希望的。 1.2光测法 它是用局部放电产生的光辐射进行的。在变压器油中，各种放电发 出的光波长不同。研究表明，通常在 500—700mm之间。光电转换后通 过检测光电流特性，可以实现局部放电的识别。虽然，在实验室中利用 光测法来分析局部放电特征及绝缘劣化机理等方面取得了很大进展， 但由于光测法设备复杂昂贵，灵敏度低，且需要被检测物质对光来说是 透明的，因而不可能在实际中得以广泛应用。 1.3化学检测法 当变压器中发生局部放电时，各种绝缘材料会发生分解破坏，产生 新的生成物，通过检测生成物的组成和浓度，可以判断局部放电的状 态。目前，该方法已广泛应用于变压器的在线故障诊断中。故障类型不 同，故障程度也不同，气体的组成和浓度也不相同，由此建立起来的模 式识别系统可实现故障的自动识别。但直到目前，仍然没有形成统一的 判断标准。因为它对发现早期潜伏性故障较灵敏，但不能反映突发性故 障。 1.4脉冲电流法 脉冲电流法是通过检测阻抗、检测变压器套管接地线、外壳接地 线、铁心接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流来获得实在 放电量。是研究最早、应用最广泛的一种检测方法。国际专门机构对此 也制定了专门的标准，该电流传感器通常按频带可分为窄带和宽带两 种。窄带传感器一般在 10KHZ左右，具有高灵敏度、抗干扰能力强等优 点，但输出波形严重畸形。宽带传感器带宽为 100KHZ左右，具有脉分 辨率高的优点，但信噪比低。该方法的主要缺点：一是由于检测阻抗和 放大器对测量的灵敏度、准确度、分辨率以及动态范围等都有影响。因 此，当试样的电容量比较大时，受耦合阻抗的限制，灵敏度也受到了一 定的限制。二是测试频率低，一般小于 1MHZ，因而包含的信息量少。三 是在离线状态其灵敏度较高，而现场中易受外界干扰噪声的影响，抗干 扰能力差。 1.5射频检测法 它从变压器的中性点处测取信号。测量的信号频率可以达到 30MHZ，大大提高了局部放电的测量频率。同时测试系统安装方便，检 测设备不改变电力系统的运行方式，对于三相局部放电信号的总合无 法进行分辨，而且信号易受外界干扰。但随着数字化滤波技术的发展， 射频检测法在局部放电在线检测中得到了广泛的应用。 2.数字化局部放电测量 近年来，随着电子技术的飞速发展和电子计算机的广泛应用，计算 机辅助测试系统在变压器局部放电中的应用越来越广泛。人们将计算 机辅助测试系统与传统的测试方法相结合 ,将测试的局部信号经过放 大、滤波后进行 A—B转换，将模拟量转换成数字量后送入计算机进行 数据处理和分析，作出各种谱图和统计量，由此来分析变压器局部放电 情况。电力变压器数字化局部放电测量系统