RFID射频局部放电识别技术应用研究

孙大陆 何丹东

【摘要】 本文介绍了射频局部放电识别技术在电气设备检测中的应用，利用射频天线接收局部放电信号，非接触式测量，对设备运行不产生任何影响。并结合现场案例分析，提出变电设备维护分级管理的新模式。

【关键词】 局部放电 RFID 非接触 带电检测

随着状态检修技术的深入开展，运维一体化已经在各个电力企业逐步实行。在新检修要求下，运行检修人员必须具备带电检测能力。RFID（射频局部放电识别）检测技术作为带电检测技术的一种可以满足此要求。该技术通过对图谱数据的分析，找到频域波形的特征性质来判断电力设备的运行状态。在某变电站巡检过程中，发现变压器放电缺陷，停电解体检查后发现预测的放电位置与检测结果完全相符。

一、RFID局部放电检测技术

RFID检测法即射频识别检测法，它是根据设备中的局部放电会在設备外壳上产生流动的电磁波，使接地线上或套管处产生高频放电脉冲电流流过，从而导致外壳对地呈现高频电压并向周围空间传播。通过无线检测方式即可接收到这些从设备内部发出的放电信号，测量的信号频率可以达到100MHz-1GHZ以上，大大提高了局部放电的测量频率宽度，同时检测设备不改变电力系统的运行方式， 射频局部放电检测如图1所示。局部放电时间虽短，能量也很小，但具有很大的危害性，它的长期存在对绝缘材料将产生较大的破坏作用，是使邻近局部放电的绝缘材料，受到放电质点的直接轰击造成局部绝缘的损坏，二是由放电产生的热、臭氧、氧化氮等活性气体的化学作用，使局部绝缘受到腐蚀老化，最终导致热击穿。运行中的变压器，内部绝缘的老化及破坏，多是从局部放电开始。

研究表明空气中电晕的放电频段可达100MHz， 瓷套管表面脏污产生的沿面放电频段可达250MHz，设备内部产生的局部放电频段可达1GHz，并且频率越高衰减越大。因此通过测量200MHz-1GHZ频率范围内的信号情况可以有助于分析设备内部局部放电状况，频率范围如图2所示。

二、RFID局部放电巡检现场应用方法

现场开展射频局部放电巡检时，应在变电站外远离设备区的地方进行频率扫描，作为频谱的基线。然后进入设备区沿检修通道或母线缓慢行进，巡检路线如图3所示，对变电设备进行不间断频域扫描，并与基线进行比较，如图4所示。如果测试信号线高于基线，尤其在高频段，就怀疑所测设备区存在放电。然后可仔细比较各处信号的大小，判断信号来源。并且，可选取某个频率，进行时域信号分析，观察是否有明显的放电脉冲，如图5所示。

三、RFID巡检在220KV某变电站的应用

2014年6月26日、204年8月27日通过对220kV某变110kV2号主变本体取油样进行色谱分析发现总烃含量超标。

2014年9月6日，使用PDS100射频局部放电巡检仪对220kV该变电站进行带电巡检。对110kV 2#主变进行测试时，选取一个测试路线从1#点到5#点逐次进行测试，1#测点位于变压器高压套管下面，2#点位于侧面油枕下方，3#测点位于中压套管下方，4#测点位于变压器左侧，5#测点位于低压套管下方。选择每次测试记录最大值，。发现5#点10kV套管处信号最强，明显高于基线，存在局部放电，如图6所示。

在1#，4#点位置测试，谱线与基线基本重合，数据无异常。在2#、3#、5#点测试，谱线明显高于基线，谱线与基线波形有很大差异，其中5#点信号最大。

（红-基线，黑-1#测点，紫-2#测点，黄-3#测点，蓝-4号测点，绿-5#测点）

进入时域模式测量，5#测点的波形如下（选取频率550MHZ），信号强度为35dbm。如图9。

3#测点时域放电波形也比较明显，但信号强度变小，为27 dbm.如图10所示。

根据检测的数据结果显示，2#测点、3#测点、5#测点位置信号明显高于基线，波形与基线有差异，时域波形均有局部放电特征， 5#测点即10kV套管处时域波形信号强度最大，2#测点、3#测点处的局部放电信号谱线与5#测点产生的信号谱线波形基本一致，信号强度有所衰减，应为5#测点局部放电信号的衰减信号。最后判断5#测点10kV套管处存在局部放电。

2014年10月12日对该设备110kV 2号主变进行解体发现10kV套管A相有放电痕迹，管壁表面存在颗粒物。2号主变10kV套管B相、C相管壁表面光滑、无异物。该单位继而对2号主变进行了技改、更换。放电情况见图12。

四、结束语

本文对RFID巡检技术进行了简单的介绍，分析了220KV某变电站2#变压器局部放电检测结果及解体验证情况。通过实际应用，证明RFID射频技术可实现全站设备局部放电巡检测试，测试频率范围宽，精度高，重复性好，并且易于掌握。可以在试验班组和维操对层面进行大范围推广使用。