电力变压器局部放电检测技术的现状和发展

2017-01-28孙晓凤陈伟宇

科学中国人 2017年14期

关键词：检测法超声波局部

孙晓凤，陈伟宇

鸡西市郊区农电局

电力变压器局部放电检测技术的现状和发展

孙晓凤，陈伟宇

鸡西市郊区农电局

我国电力系统的发展正在逐渐的加快和完善，对于电力系统的故障检验的技术也变得更为先进，但是，在电力系统之中，局部放电依旧是电力系统检测之中的难点，限制了电力系统的进一步发展，本文对于电力系统之中局部放电的检测技术的研究现状进行了介绍，并对检测系统的发展未来进行了一定的探讨。

电力变压器；局部放电；检测技术

一、局部放电检测对于电力系统的影响

在近些年的电力系统的发展之中，我国电力系统的发展和电压等级都得到了很大的发展，局部放电的检测已经成为在电力系统之中，检测变压器中绝缘设置的劣化程度的重要的检测指标。局部放电检测的结果对于当前的电力系统之中的各元件的升级和检修的重要指标，我国的各个电力系统的研究和实践部门都开始关注局部放电检测技术的进步和发展，以便于进一步升级国家的电力系统。

二、现阶段的局部放电检测技术

在当前的局部放电的检测之中，一般会使用电磁脉冲检测、超声波检测法等多种检测手段对局部放电过程之中的物理现象的数据进行检测，在接下来的内容之中，本文对现阶段局部放电检测技术进行了分析和探讨。

1、超声波检测

在变压器的局部放电之中，超声波就是局部放电会产生的一种物理现象中的一种，因此，使用固定在变压器上的超声波检测装置就可以对局部放电的程度进行检测。

在超声波检验法之中，常使用的仪器是压电传感装置，其目的是为了避免变压器之中铁心的噪声干扰和内部的机械噪声的干扰。由于超声波检测属于声波类的检测过程，因此，这种检测方法不会受到变压器内部的电气干扰，检测局部放电的准确度较高。

但是超声波检测也存在其固有的缺陷，声波的传播会受到各种介质的影响，从而影响超声波检测的结果，进而对局部放电现象产生误判。在变压器的内部，其不同结构的材质也不同，对于超声波检测的结果会有很大的影响，目前在局部放电检测之中的超声波检测器的抗干扰能力差，在加上超声波检测所固有的缺陷，增加了超声波检测的难度，降低了超声波检测的精确度。

2、光测法

在变压器的局部放电之中，除了会产生电磁辐射和超声波之外，还会在变压器的内部产生光辐射。因此，通过对变压器内部光辐射的强度的测量，可以对变压器局部放电的情况进行了解。这就是光测法检测局部放电情况的原理。

光测法主要是通过光电转换的方法对变压器内部的光辐射的强度进行测量和量化，光测法的研究之中表明，在光电转换后,通过检测光电流的特性可以实现局部放电情况的识别。虽然在实验室中利用光测法来分析局放特征，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应用。

3、化学性检测

局部放电的检测目的是检测变压器内部绝缘材料的完整度，这种检测的原理就是变压器在产生局部放电时，变压器内的绝缘体会因为电流发生分解，进而进行化合反应并生成新的化学物质。化学检测就是对变压器内部生成化学物质的数量和浓度来判断局部放电的强度和数据，并对内部绝缘材料的完整度作出分析。

在目前的检测之中，这种方法被广泛应用于我国的变压器电力系统的故障检验之中，通过对故障部位的化学成分进行分析，可以研究得出所损坏部位的实际情况，并得出故障产生的原因和位置，故障的位置和程度不同的情况之下，所生成的化学物质的组成和成分也有各自的不同。

4、红外热像法

红外热像检测法是根据变压器在局部放电检测之中会产生电热能来对局部放电的情况进行分析。电磁热效应的检测是通过变压器内部的局部区域的热量和温度变化来对电热能的产生情况进行研究分析，热像检测对于电力变压器内部局部放电情况的定性分析有很大的作用，但是其测得的数据无法进行量化的研究，进而得出精确的研究结果。

5、脉冲电流检测

根据对于局部放电影响的研究，变压器内部在产生局部放电的过程之中会产生脉冲电流，因此，对于脉冲电流幅度和频率的检测可以得出局部放电的实际情况。在实际的测试之中，脉冲电流检测法是通过检测变压器内部的阻抗和变压器结构之中由于局部放电而产生的脉冲电流的强度，并对获得的数据进行分析，进而了解局部放电的实际情况。检测变压器局放脉冲的电流传感器通常用罗哥夫斯基线圈制成。电流传感器按频带可分为窄带和宽带两种,该检测方法所得的数据较为准确，但是由于检测和放大脉冲电流的过程之中，仪器的阻抗和电流放大电路对于所测得的实际脉冲电流的数据造成了影响，使得仪器的检测准确度有所下降。

6、射频检测

射频检测是利用罗哥夫斯基线圈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。对于三相电力变压器,得到的信号是三相局放信号的总和,无法进行分辨;且信号易受外界干扰。随着数字滤波技术的发展,射频检测法在局放在线检测中得到了较广泛的应用。

三、检测方法的优化

超声波检测法和光辐射检测法作为对非电流的物理量进行检测的方法，不容易受到变压器自身工作的影响，所测得的数据较为精确，但是由于方法本身存在的问题，使得两种方法不适合实际的局部放电检测工作。因此，在当前的电力发展的社会潮流之下，设计和研究人员可以对两种测量方法进行技术上的改造和进化，使得两种方法更为适应实际的局部放电检测。

对于超声波检测系统的优化可以从优化超声波检测系统内部的声电转换的元件的优化开始。声波检测系统的主要缺点是在超声波的检测之中，声波的传播容易受到变压器内部的结构材料的传播速度的影响，从而影响测量结果。因此，在实际的改进之中，可以换用检测效率更高的声电转换元件，尽可能提高声电转换测量的数据准确度，从而提高超声波转换的实用度。

对于光测法的实际改进，可以将光纤作为局部放电的辅助检测手段使用，所得的数据可以用于修正检测方法所得到的数据。对于光纤伸入变压器油之中产生的光纤弯曲和光纤的频率和幅度的改变，可以在数据的处理之中对数据进行必要的调制和解调，从而得到正确数据。