電力變壓器局部放電檢測(cè)方法論述

陳振南

摘 要：隨著科技和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)進(jìn)步，放電檢測(cè)已經(jīng)逐漸變成目前我們國(guó)家十分重視的對(duì)象之一。現(xiàn)如今城市居民的生活水平不斷提升，對(duì)于電力方面也有了更高的需求。為了保證電能的運(yùn)行質(zhì)量，相關(guān)人員便需要針對(duì)變壓器本身的局部放電技術(shù)展開研究。本篇文章將闡述局部放電的種類及形式，探討具體檢測(cè)方法，并對(duì)于局部放電的新型技術(shù)提出一些合理的見解。

關(guān)鍵詞：電力變壓器；局部放電檢測(cè)方法；新技術(shù)

1 引言

從現(xiàn)階段發(fā)展而言，由于變壓器對(duì)于電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行有著非常重要的影響，因此對(duì)其具體承受能力有著非常高的要求。為了確保其能夠正常運(yùn)行，其局部檢測(cè)的工作便成為了重點(diǎn)研究項(xiàng)目。

2 放電的種類及形式

由于造成局部放電的原因存在差異，因此往往可以將具體放電的形式分成三類，分別是湯遜放電、注流放電以及熱電離造成的放電。此外，如果按照具體表現(xiàn)形式予以分類，還能將放電形式分成脈沖以及非脈沖兩類。局部放電會(huì)對(duì)于電氣周圍環(huán)境造成不同程度的影響，從而造成相應(yīng)的反應(yīng)。具體產(chǎn)生的效應(yīng)也有很多種，主要為熱效應(yīng)、輻射以及絕緣性能下降等。近些年來(lái)，我們國(guó)家對(duì)于此方面技術(shù)提高了重視，逐步加大了研究力度。目前已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，檢測(cè)的方法越來(lái)越多，同時(shí)也越來(lái)越先進(jìn)。

3 具體檢測(cè)方法

當(dāng)局部放電現(xiàn)象產(chǎn)生的時(shí)候，自然會(huì)有電損耗出現(xiàn)，同時(shí)還會(huì)伴隨一些其他現(xiàn)象產(chǎn)生，諸如超聲波、光波以及熱輻射。因此，以這些現(xiàn)象作為基礎(chǔ)進(jìn)行檢測(cè)工作，目前已經(jīng)產(chǎn)生了多種不同的方法。這其中，應(yīng)用率最高的方法為兩種，分別是電測(cè)法和非電測(cè)法[1]。

3.1 電測(cè)法

3.1.1 脈沖電流

脈沖電流的主要園林是將需要進(jìn)行檢測(cè)的變壓器換做成一個(gè)電容，當(dāng)有局部放電現(xiàn)象產(chǎn)生的時(shí)候，該電容兩端的位置會(huì)出現(xiàn)電壓差，依靠耦合電容將此類電壓差接入到阻抗的位置，從而便能獲得一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的脈沖電流。如此便能看出電流的實(shí)際變化與局部放電之間有著一定的聯(lián)系，再對(duì)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行處理之后，從而可以獲得相關(guān)參數(shù)。這種方法又被稱作為ERA法，具有多方優(yōu)勢(shì)，包括反應(yīng)非常靈敏、可用電腦操作以及數(shù)據(jù)能夠量化等。但同時(shí)也擁有不穩(wěn)定以及容易受到電干擾的缺點(diǎn)存在。

3.1.2 干擾電壓

無(wú)線電干擾電壓通常又被稱作成RIV，在歐美國(guó)家中的應(yīng)用率非常高。在20世紀(jì)，人們便已經(jīng)認(rèn)識(shí)到局部放電會(huì)對(duì)于無(wú)線電造成一定程度的干擾，因此便選擇利用無(wú)線電干擾儀進(jìn)行局部放電的檢測(cè)[2]。

3.2 非電測(cè)法

3.2.1 聲測(cè)法

在局部放電現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，會(huì)有超聲波產(chǎn)生，依靠換能器，可以將其轉(zhuǎn)換成電脈沖。此類方法主要針對(duì)是否有局部放電問(wèn)題出現(xiàn)進(jìn)行檢查。如果將其和電測(cè)法進(jìn)行結(jié)合，基本上能夠完全克服電流造成的干擾，但是量化的難度卻相對(duì)偏高。由于幾乎不會(huì)受到電流造成的影響，因此在定位以及具體大小的判斷方面有著較大優(yōu)勢(shì)。但是，聲測(cè)法仍然有兩大問(wèn)題不能忽視。其一是傳感器本身靈敏度相對(duì)偏低，很難在現(xiàn)場(chǎng)中完成信號(hào)的檢測(cè)。其二是會(huì)受到外部磁場(chǎng)的影響，從而導(dǎo)致具體大小的判斷產(chǎn)生一定的偏差。

3.2.2 光測(cè)法

在局部放電現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，會(huì)有光波產(chǎn)生，該光波本身的強(qiáng)度以及波長(zhǎng)都和具體局部放電的實(shí)際程度有著極為緊密的聯(lián)系。在各類變壓器之中，其在局部放電現(xiàn)象中產(chǎn)生的波長(zhǎng)有著比較大的區(qū)別。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間研究后可以得知，此類光波通常會(huì)處在500到700納米的范圍內(nèi)。將光能全部轉(zhuǎn)化成電流后，只需要針對(duì)電流進(jìn)行檢測(cè)便能夠有效了解具體局部放電的實(shí)際情況。這種方法通常主要應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)室之中，然而由于相關(guān)檢測(cè)設(shè)備的成本偏高，同時(shí)操作難度偏高，因此很少會(huì)在實(shí)踐工作中投入應(yīng)用。即使如此，這種方法仍然能夠作為一種輔助方法被人們所采用。

3.2.3 化學(xué)檢測(cè)

當(dāng)一些絕緣材料在受到局部放電的影響之后，其表面會(huì)有諸多變化產(chǎn)生，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間之后，其將會(huì)被逐步分解，演變成其他產(chǎn)物。通過(guò)對(duì)此類產(chǎn)物的內(nèi)部成分以及濃度展開分析，同樣能夠?qū)唧w局部放電的實(shí)際強(qiáng)度進(jìn)行判斷。通常而言，主要依靠檢測(cè)其內(nèi)部具體氫氣以及乙炔的實(shí)際含量。

3.2.4 射頻法

射頻法主要在變壓器的中心位置獲取需要進(jìn)行測(cè)量的信號(hào)，該信號(hào)通常能夠達(dá)到三千萬(wàn)赫茲。依靠這種方式可以有效擴(kuò)大具體測(cè)量的方法，進(jìn)而應(yīng)用到多個(gè)不同的領(lǐng)域之中。

4 局部放電的新型技術(shù)

4.1 差動(dòng)平衡法

這種方法主要對(duì)于差動(dòng)平衡展開研究，以此獲得全新的方法。為了能夠有效克服電磁波造成的負(fù)面影響，實(shí)際工作時(shí)通常從兩方面入手進(jìn)行處理。其一是從空間層面出發(fā)將其完全屏蔽，亦或者直接接地。其二則是從時(shí)域入手。然而，經(jīng)常很難才有效措施對(duì)于電暈以及電弧放電予以抑制?；谶@一情況，相關(guān)人員展開了研究工作，以此提出了差動(dòng)平衡的方法。依靠電脈沖，對(duì)于局部位置的放電展開判斷。從當(dāng)前結(jié)果而言，如果有局部放電出現(xiàn)，盡管脈沖信號(hào)可以對(duì)兩相進(jìn)行耦合。然而，由于電容相對(duì)偏低，因此會(huì)導(dǎo)致實(shí)際信號(hào)會(huì)縮減6倍左右。通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)可以得知，這些方法獲得的信息資料基本上全都是綜合信息，但卻無(wú)法對(duì)于相序進(jìn)行判斷[3]。

4.2 超高頻檢測(cè)

超高頻檢測(cè)目前屬于檢測(cè)領(lǐng)域中出現(xiàn)的新型方案，通常又稱作成UFH。這種方法主要將天線當(dāng)作傳感器，以此對(duì)局部放電過(guò)程中出現(xiàn)的電磁波進(jìn)行接受，以此完成檢測(cè)工作。通常而言，其能夠?qū)τ谝恍└哳l段的電磁波展開檢測(cè)，并且不會(huì)受到其他電氣帶來(lái)的負(fù)面干擾。由于超高頻檢測(cè)方式具有多方面優(yōu)點(diǎn)，因此得到了人們普遍的支持，應(yīng)用率越來(lái)越高。然而，該技術(shù)并非沒(méi)有缺陷。由于其具體測(cè)量的原理和脈沖法具有很大的差別，因此無(wú)法對(duì)放電量進(jìn)行標(biāo)定，這種操作方式十分特殊，與工作人員自身的習(xí)慣有著較大差異，因此具有較強(qiáng)的挑戰(zhàn)性。

4.3 分形理論

為了能夠?qū)τ陔姎庠O(shè)備局部放電的問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)，“指紋”檢測(cè)也是一種效果極佳的方式。依靠放電量、電壓相位以及局放次數(shù)的調(diào)查，以此繪制全新的頻譜圖。將其與其他譜圖展開對(duì)比，從而能夠得知是否有放電情況出現(xiàn)。這種方法的操作十分簡(jiǎn)便，從而提高了識(shí)別工作的可靠性。但是，這種方式的操作難度偏高，通常具有比較大的工作量。主要體現(xiàn)在特征提取方面，為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，通常至少會(huì)選擇十幾種，有時(shí)甚至還會(huì)達(dá)到上百種。為此，可以采取分形理論的方式降低檢測(cè)工作需要應(yīng)用的特征數(shù)量，進(jìn)而提升操作的便利性。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)如今人們針對(duì)局部放電檢測(cè)的技術(shù)種類越來(lái)越多。為此，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，選擇最為合適的檢測(cè)方法，將其本身的優(yōu)勢(shì)全部發(fā)揮出來(lái)。同時(shí)還要針對(duì)其不足之處進(jìn)行展開研究，進(jìn)而能夠應(yīng)用到更多環(huán)境之中。

參考文獻(xiàn)：

[1] 律方成，劉云鵬，李燕青.電力變壓器局部放電檢測(cè)與診斷方法評(píng)述[J].華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016（6）：1～5.

[2] 趙曉輝，袁鵬，路秀麗，等.電力變壓器局部放電超高頻檢測(cè)方法的應(yīng)用[C].廣東省電機(jī)工程學(xué)會(huì)2003-2004年度優(yōu)秀論文集.2015：34～36.

[3] 龍慶華，金惠生.電力變壓器局部放電檢測(cè)技術(shù)及設(shè)備的現(xiàn)狀與展望[J].華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2017（4）：93～100.