检测电气设备局部放电的技术分析

摘 要：文章总结了当前业内主流的局部放电检测方法，并就其技术优劣势进行分析，旨在规范局部放电检测技术的应用，为推动电气设备技术创新提供方案参考。

关键词：电气设备;局部放电;检测技术

一、 脉冲电流法

脉冲电流法是早期出现的，也是目前最常用的局放检测技术，其检测原理是通过收集脉冲电流强度判断绝缘体放电量和相位信息，按检验模式划分，脉冲电流法属于定量性质测量，技术应用较为简便。脉冲电流法有两种分频测量方式，宽频模式下检测频率为150～450k Hz，具有分辨率高、信息量全、信噪比低的优点;窄频检测法相对于宽频检测法具有更强的抗干扰性和灵敏度，但整体信息量较宽频检测有明显差距，分辨率也更低，检测频率为5～100k Hz。脉冲测量法的整体优势在于直观、便捷、高效，但缺乏抗干扰能力，受环境因素影响大，难以作为单一的局放检测手段。

二、 特高频检测法

特高频检测法的检验原理是对电力设备的电磁波进行脉冲值修正，通过对电磁波辐射值的规律分析判定放电位置和绝缘体老化程度。特高频检测法的脉冲辐射值是宽频脉冲的2-15倍，检测频率达到350～3000MHz，是对脉冲辐射检测的一种补充形式，与脉冲检测法相同的是，特高频检测法也分为宽频和窄频两种检测模式，具有更高的灵敏度和数据量，且抗电磁干扰能力得到显著提升，能够更快的对绝缘位置和局放情况进行识别，一般用在精密电气设备的固态检测。特高频检测法也具有明显的局限性，由于该技术对检测环境的要求比较高，易受到特高频电磁干扰的影响，且不能对绝缘设备的老化程度的参数进行详细分析，所以在实际应用过程中会受到一定限制。

三、 化学检测法

化学检测法是区别于脉冲检测方法的一种较为传统的检测手段，在检测思路上和传统电离检测手段有着明显的不同。由于绝缘材料在老化断裂时挥发出少量气体，在放电作用下产生化学反应，产生甲烷、氢气、CO、CO2等物质，化学检测法就是通过收集局放情况下的空气悬浮物和有害气体从而判断放电现象的发生。我国在20世纪60年代从苏联引进该技术，目前色谱分析法已经成为一种比较成熟的分离技术，其基本原理是当混合物進行相对运动时，由于不同的样品运动速度存在差异，因此分配系数较小的物质就会优先流出设备，使相对分子质量不同的物质在混合物中被分离，进而识别空气中的特殊气体浓度和类型，分析电气设备的运行状况。化学检测法在8～1200k V的电气设备中都能通用，主要应用于大型电网的变电器和电气设备，例如变压器、电压和电流识别器、大型电阻等设备的动态运行模式检测和预警装置，一旦空气中变量气体的浓度提升就会激活报警器和自动断电装置，能够相对客观的反映电气设备的放电情况和运行压力，并及时止损，避免危害的进一步扩散，达到SF6故障针对与排除的目的。除大型变电机构外，该技术还可应用于气体质量检测管理等相关领域，化学检测法相对于脉冲检测法的最大优势在于能够即时的、持续性的反馈电气设备的运行状况，不会受到电磁脉冲的干扰，自动化水平高，在多数条件下能够得到高效利用;但化学检测法也存在着一定弊端，利于单纯依靠气体成分进行技术分析不利于对绝缘体破裂的位置进行判定，而且该技术只能在室内应用，受场地条件限制较大，不利于多方面进行技术推广。

四、 射频检测法

射频检测法的原理类似于超高频局放检测，通过对无线电电磁波信号进行收集检测，对被检测设备进行电磁波信号的频谱分析检测。射频检测法的优势在于检测过程不需要对电气设备进行停机断电处理，不影响电气设备的正常运行，检测结果灵敏度高，能够相对客观的反映设备绝缘体的破损程度;劣势在于射频检测对设备精度要求较高，极易受到电磁脉冲的干扰，缺乏基本的定位能力，受环境因素影响较大，只能用在精度要求较高的多点局放设备检测管理中，整体技术应用还有待开发。

五、 红外成像法

红外成像法早在19世纪初时就应用在医学和勘测领域，后人运用局部放电时产生的高温高热现象作为勘测指标，结合红外成像法，对电气设备的局部放电现象进行综合评估，达到检测绝缘体破损和局部放电现象的目的。传统红外成像法需要在设备停止工作的状态下对电缆和设备稳定进行识别，找到高温区并进行放电程度评估，随着红外技术的发展，近年来远红外成像法技术在局放检测中取得了新的突破，能够在数米外对电气设备的温度状况进行整体分析和识别，可相对客观的对高热点进行温度分析，成像结果直观明晰，成为局放检测技术中受到广泛关注、具有较高发展潜力的检测技术。

六、 结语

综上所述，脉冲电流检测法在当前是通用性最广，技术最为成熟可靠的一种局放检测方式，但随着电力设备复杂性的逐渐提升，业内对于局放检测普遍采用多元化的联合检测方法，以脉冲电流法为核心，结合化学和超声波检测法对其进行技术上的补充，提升检测结果的可靠性;尽管局放研究取得了一定进展，但整体依然暴露出一些问题，例如，误判、错判时有发生，检测技术在特殊情况下存在局限性等。

参考文献：

[1]李军浩，韩旭涛，刘泽辉，等.电气设备局部放电检测技术述评[J].高电压技术，2015，41（8）：2583-2601.

作者简介：马雪原，男，河北保定人，研究方向：电气工程。