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500kV增城变电站变压器的声发射检测
林介东 胡平马庆增 聂铭 董重里
(广东省电力试验研究院,广东广州,510600)
摘 要:介绍了声发射(AE)检测技术、PAC声发射检测系统的特点及其在变压器局部放电(PD)检测中的应用.通
过在增城变电站对两台大型变压器进行局部放电声发射检测,取得了成功例子.
关键词:变压器;局部放电;声发射;检测
0绪论
大型变压器是电力系统的主要设备之一,是变电站的心脏,它的状况直接关系到电力系统的安全经
济运行。资料表明,大型电力变压器的故障以绝缘故障为主,局部放电既是绝缘劣化的原因,又是绝缘
劣化的先兆和表现形式。局部放电的检测能够提前反映变压器的绝缘状况,及时发现变压器内部的绝缘
缺陷,预防潜伏性和突发性事故发生“,。
利用声发射(AE)技术对压力容器进行检测目前在我国应用得十分成功,八十年代中期劳动部锅
炉压力容器检测研究中心率先从美国PAC公司引进SPARTAN源定位声发射检测与信号处理分析系统,
在全国石油化工系统开展了大量球罐和卧罐的检测。随后,电力系统采用声发射对锅炉汽包、合成绝缘
子芯棒、热力管道、阀门进行检测或泄漏监测,取得一定成效。但利用声发射技术对变压器局部放电
(PD)进行检测,却少有成功案例。 .
检测项目的合作,形成变压器局部放电声发射检测专家系统并推广应用,到2002年,已对几十台大型
电力变压器进行了局部放电的测试…。广东省电力试验研究院为国内第一家引进PAC声发射检测系统
并应用于变压器局部放电检测的单位,目前应用为起步阶段,发展趋势良好。
本次检测于2005年4月1日在增城变电站进行,由广东省电力试验研究院和美国PAC公司共同完
成,广州供电局及增城变电站的工作人员提供配合工作。
1检测原理及方法
声发射是指物体在受到外界作用时,因迅速释放能量而产生瞬态应力波的一种物理现象。当物体中
有声发射现象发生时,由声源发射出的每一个AE信号都包含了物体内部结构、缺陷性质和状态变化的
丰富信息。电力变压器内部结构中,局部的绝缘薄弱点在电场的作用下产生高频脉冲放电,放电电弧对
油介质产生瞬态冲击产生爆裂状的超声波信号,即声发射现象。声发射信号以球面波的方式向四周传播,
通过油介质于不同时间传到安装于变压器外壁不同位置的AE传感器,声发射检测系统接收和处理这些
AE信号,根据其波形及频谱特征进行定性和定量,并利用各传感器接收到AE信号的时间差对局部放
电源进行定位,推断出变压器内部局部放电的位置、状态变化程度和发展趋势。
现场变压器局部放电声发射检测时难免会遇到外界噪声干扰,声发射检测系统通过设置PD检测阈
三维定位(3D
Location)、事件数(Events)、特征指数(CharacterIndex)、撞击谱(Hit
Spectrum)、
波形(Waveform)等,可确认声发射信号是由局部放电还是噪声干扰产生的。
变压器发生局部放电时,上述特征一般会集中于变压器某一特定的空间(经三维定位),显示出特
定的模式。局部放电的声发射检测正是通过对上述特征信息分布范围的分析,并结合油色谱分析、常规
的高压局放试验等历史资料,来判别变压器局放存在与否及严重程度。
2检测前准备
2.1现场勘察
找出所有可能出现的噪声源,如电磁干扰、振动、摩擦和液体流动等,并设法对这些噪声源予以排
除.
2.2处理器校准
检测前按说明书要求对信号处理器进行校准,确保声发射检测系统的每个通道都处于正常工作状
态。
2.3传感器性能检查
三次断铅信号的平均幅度值应高于75dB,且所有通道的平均值之差应在+/-5dB内。另外采用自动传感
器测试(AST)作为断铅试验的补充。
2.4背景噪声检查
景噪声或仅有少量(如每分钟有几十个或上百个Hit撞击)噪声为准。
3检测过程及数据分析
本试验采用了PAC与EPRI共同研发的变压器局部放电声发射检测技术与检测程序,并辅以PAC
公司必威体育精装版开发的辅助分析方法及软件对信号进行处理。根据PAC/EPRI提供的AE检测程序,变压器局
部放电声发射检测需持续至少24小时,以包含一个完整的用电负载周期。由于客观条件限制,本次AE
检测的时间远低于PAC/EPRI检测程序推荐的
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