局部放電檢測抗干擾分析

薛小斌

摘 要：局部放電（partial discharge，PD，局放），相當(dāng)于某種絕緣介質(zhì)被意外地?fù)舸┖螽a(chǎn)生的放電現(xiàn)象。它和我們了解的擊穿或是閃絡(luò)有所區(qū)別，局部放電或許是絕緣區(qū)域造成的微小擊穿，也是絕緣劣化后的第一種表征。對局部放電信號進(jìn)行檢測，可以體現(xiàn)大型電力設(shè)備自身的絕緣狀態(tài)。局放信號檢測過程中，抗干擾才是首要處理的問題。本文簡單地介紹了局部放電幾種典型的檢測方法，并對局放干擾提出具體的抵抗措施。

關(guān)鍵詞：局部放電檢測；抗干擾；消除

廣義上的局放干擾，涵蓋電流傳感器對接檢測系統(tǒng)造成的各種干擾，同時(shí)也包括接地、電線處理或是屏蔽等因素對整個(gè)檢測系統(tǒng)帶來的干擾。針對高壓電器設(shè)備，局部放電是性能檢測中必備的指標(biāo)。為了增強(qiáng)局部放電的實(shí)際水平，必須要由抗干擾水平高、分析能力強(qiáng)以及放電定位準(zhǔn)確作為要點(diǎn)。

一、電氣設(shè)備局部放電檢測方法

（1）脈沖電流法。脈沖電流法，屬于早期局部放電的檢測技術(shù)。操作步驟：計(jì)算出耦合電容側(cè)下產(chǎn)生了何種耦合阻抗，結(jié)合電力設(shè)備原本的接地點(diǎn)或是中性點(diǎn)，利用Rogowski線圈來測定局部放電誘發(fā)的各種脈沖電流，從中了解放電量以及相位等。脈沖電流法，是典型的定量測量。（2）化學(xué)檢測法。對局部放電信號進(jìn)行檢測，可以體現(xiàn)大型電力設(shè)備自身的絕緣狀態(tài)。電氣設(shè)備如果發(fā)生了局部放電，絕緣材料也將明顯地裂化，并分解其他不同的氣體。此時(shí)，我們可以對氫氣、甲烷或是一氧化碳，同時(shí)包括乙烷、乙炔以及二氧化碳等氣體的濃度和成分進(jìn)行檢測，可以判斷電氣設(shè)備是不是出現(xiàn)了局部放電。（3）射頻檢測法。射頻檢測法，多數(shù)情況下需要借助無線電接收器來直接地接受空間區(qū)域中釋放的電磁波信號。從檢測原理上看，它和我們的偵測電臺設(shè)備是比較類似的。利用掃頻甚至選頻檢測，完全能夠判斷和測定出電磁波信號，精準(zhǔn)定位，對頻率范圍進(jìn)行定圖，從而判斷有沒有局放信號，信號的大小。（4）紅外熱像法。局放信號檢測過程中，抗干擾才是首要的問題。紅外熱象法的基本原理：在局部放電的情況下，電氣設(shè)備也會發(fā)熱，利用紅外檢測儀可以檢測出局部放電的溫度，同時(shí)反映出局部放電的總體情況，達(dá)到檢測局放信號之目標(biāo)。（5）光測法。光測法有如下幾種類型：紫外光檢測法、熒光檢測法以及熒光-超聲波檢測法等。紫外光檢測法也能夠再次地分解：一為功率檢測法，二為成像檢測法。利用光電聯(lián)合檢測而來的脈沖幅值或是放電重復(fù)率，均能夠?qū)﹄姇灧烹娛欠駝×易鞒雠袛唷＃?）超聲波檢測法。超聲波檢測法的基本原理：局部放電時(shí)，設(shè)備會釋放超聲波信號，我們檢測該種信號后可以判斷出放電的特性。放電前，外周的電場應(yīng)力、粒子力以及介質(zhì)應(yīng)力均比較平衡。局部放電出現(xiàn)后，電荷也會明顯地釋放遷移，放電點(diǎn)附近的電場、機(jī)械以及粒子力均會紊亂，從而陷入振蕩變化。（7）特高頻檢測法。電力設(shè)備局部放電時(shí)，會釋放頻率不一樣的電磁波。放電沒有很大的間隙、時(shí)間也不是很長，電流脈沖同樣也會帶來更大的陡度。在設(shè)備中，這種電流脈沖釋放的電磁波將近有幾GHz。而特高頻（UHF）檢測法，可以直接檢測出這種強(qiáng)烈的電磁信號，達(dá)到局部放電測定之目標(biāo)。

二、局部放電在線監(jiān)測干擾分為兩類

（1）空間干擾：對局部放電進(jìn)行測量時(shí)，高壓電氣設(shè)備會出現(xiàn)空間強(qiáng)電磁、懸浮電位兩種不同的干擾。對高壓電器設(shè)備來說，局部放電是性能檢測中必備的指標(biāo)。（2）線路耦合干擾：高壓電氣設(shè)備或是平行導(dǎo)線之間，電容、電磁耦合，或是利用公共阻抗耦合出現(xiàn)的干擾。也就是：電磁能量利用不同途徑耦合造成的干擾。我們對局放信號進(jìn)行檢測時(shí)，必須將抗干擾作為首要考慮的問題。

三、干擾的消除方法

（1）空間干擾消除方法。于在線監(jiān)測儀器上的某個(gè)通道處連接天線，該裝置有1個(gè)獨(dú)立的門開關(guān)，在設(shè)定好的時(shí)間里，順利地?cái)嚅_甚至是閉合，確保信號可以自如地通過，防止引起堵塞。對空間干擾信號進(jìn)行接收，利用該信號來對其他通道上的開門關(guān)進(jìn)行控制。如果干擾信號此時(shí)出現(xiàn)，開關(guān)門會立即斷開，其他通道上的干擾信號也無法轉(zhuǎn)入到數(shù)據(jù)處理單元中。如果干擾信號此時(shí)小時(shí)，那么開關(guān)門也會順利接通，檢測信號也會馬上轉(zhuǎn)入到處理單位中，并對放電信號進(jìn)行檢測。（2）線路耦合干擾消除方法。極性判別法，完全可以對線路上產(chǎn)生的耦合干擾進(jìn)行消除。通過對裝置本身的脈沖極性進(jìn)行對比，判斷試品到底會產(chǎn)生哪種類型的信號，并區(qū)別試驗(yàn)回路之外的其他干擾，圖1。下圖2，如果外部干擾從引線處并且和變壓器之間進(jìn)行對接，傳輸回路便能夠穿過繞組匝間電容等部位，直接回饋到大地上，見圖a、b。整個(gè)過程中的傳輸回路，均需借助鐵心接地或者是零線接地刀等多個(gè)異樣的放電點(diǎn)，建立起專業(yè)的回路，見圖c。不管零線接地線又或者鐵芯接地線，電流極性都不會有任何的變動。如果位于零線以及鐵心接地線這兩個(gè)位置上，變壓器本身的電流極性也有明顯的區(qū)別。干擾信號接收，需要與高頻電流互感器來完成對接與安裝，據(jù)此接受各種不同的空間干擾信號。監(jiān)測單元內(nèi)，能夠一致屏蔽電流互感器已經(jīng)接收完畢的干擾信號。

四、結(jié)語

本文簡單地介紹了局部放電幾種典型的檢測方法。局部放電檢測時(shí)，對放電量進(jìn)行精準(zhǔn)測量，消除外界干擾信號，才是真正處理問題的重點(diǎn)。在線檢測中，對抗干擾技術(shù)進(jìn)行探索，能夠達(dá)到滿意的監(jiān)測效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張文霞.脈沖電流法在局部放電測試中的應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2010，28（2）：123-124.