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局部放電檢測技術的研究現狀

發布時間：2020-04-20 11:51:39人氣（qì）：

局部放（fàng）電

局部放電（diàn）檢測是以局部放電時產生的電光聲（shēng）等現象為依據，通過能描述這些（xiē）現象的（de）物理量來表征局部放電的狀態，包括定位和放電（diàn）的程度。局部放電過程（chéng）中（zhōng）會產生電（diàn）脈衝、氣體（tǐ）生成（chéng）物（wù）、超聲波、電磁輻射、光、局部過熱以（yǐ）及產生能量損耗（hào）等現象，其相應的檢（jiǎn）測方法有脈衝電流法（fǎ）、氣相（xiàng）色譜法、超聲波法、超高頻法、光測法等多種檢測方法，下麵（miàn）為大家簡單介紹下這幾種檢測方法：

1. 脈衝電流法

脈衝電流法通過檢測阻（zǔ）抗或電流傳感器，檢測變壓器套管末屏接地線、外殼接地線、中性點接（jiē）地線、鐵心接地線以及（jí）繞組中由於局部放電引起的脈衝電流，獲得視在放電量（liàng）。脈衝電流法是研究最早、應用（yòng）最廣泛的（de）一種檢測方法，IEC-60270為IEC正式公布的局部放電測量標準。檢測變壓（yā）器局（jú）部放電脈衝用的電流（liú）傳感器通常由羅戈夫斯基線圈製成，與被測變壓器僅有磁藕合，而無電氣連接。電流傳感器按頻帶可分為窄帶和寬帶兩種，窄（zhǎi）帶傳感器帶寬一般在10kHz左右，中心頻率在20-30kHz之間或更高；寬（kuān）帶傳感器帶寬為100kHz左（zuǒ）右，中心頻率在200-400kHz之間。脈衝電流法通常被用（yòng）於變壓器出廠試驗（yàn）以及其他離線測試中，其離線測量靈敏（mǐn）度（dù）高（gāo），而且可（kě）以測量（liàng）視在放電量（liàng）。

脈衝電流法的缺點在於：
1）由於運行現場幹擾（rǎo）嚴重，導致脈衝電流法無法有效應（yīng）用於在線監測；
2）對於變壓器這類具有繞組結構的設備，由於局部放電在繞（rào）組內的傳播導致脈（mò）衝（chōng）電流法在標定時產生（shēng）很大的誤差；
3）當試樣的電容量較大時，受（shòu）耦合電容的影響，測試儀器的（de）測量靈（líng）敏（mǐn）度隨（suí）著試品電容的增加而下降；
4）測量頻率低，頻帶窄，包（bāo）含的信息量（liàng）少。

2. 氣相色譜（pǔ）法（fǎ）

英文簡（jiǎn）稱DGA (dissolved gas analysis。當變壓（yā）器中發（fā）生局部放電時，各（gè）種絕緣（yuán）材料發生分解破壞，產生新的生（shēng）成物，通過檢測氣體生成物的組成和濃度，可（kě）以判斷局部放電的狀態。目前，該（gāi）方法廣（guǎng）泛應用於變壓器（qì）的油（yóu）氣分析，在指導（dǎo）變壓器的（de）安全運行方麵取得了一定的成績。通過分析油中各種氣（qì）體的組成和濃度，可確定故障類型和故障程度，IEC為此特意製定了三比值法的推薦標準。該方法的優點是不（bú）受外界電磁幹擾的影響，準確度較高。缺點在於油氣分離是一個長期的過程，存在很大的（de）時延，對發現早期潛伏性故障較靈敏，不能反映突發性故障；且隻能作定性的分析，無（wú）法進行定量判斷；氣（qì）體傳（chuán）感器（qì）對所（suǒ）檢測的氣體均敏感（gǎn），在線提取氣體成分存在一定的困難。

3. 超聲波檢測法

傳統的超聲波法是（shì）用固定在變壓器油箱壁上的超（chāo）聲波傳感器接收變壓器內部局（jú）部（bù）放電產生的超聲（shēng）脈衝，由此來檢測局（jú）部放電的大小和位置。由於此（cǐ）方法受電氣幹擾的影響比較小以及它在局（jú）部放電定位中的廣泛應用，人（rén）們對超聲波法的（de）研究（jiū）比較深入。超聲波法用於變壓器局部放電檢（jiǎn）測最早始於上（shàng）世紀40年代，但因為靈敏度低，易於受到外（wài）界幹（gàn）擾（rǎo）等原（yuán）因一直沒有得到廣泛的應用。上世紀80年代（dài）以來隨著（zhe）微電子（zǐ）技術和（hé）信（xìn）號處（chù）理技術的飛速發展，由於（yú）壓（yā）電換能（néng）元件效率的提高和低噪聲的集成元件放大器的應用，超聲（shēng）波法的靈敏度和抗幹擾能力得到了很大提高，其在實際中的應用才重新（xīn）得到重視。該方法具有可以避免電磁幹擾的（de）影響；可以方便地定位；在線檢測（cè）與離線檢測的結果相同等優點。但由於超聲波在變壓器內部（bù）的傳播過程是一個很複雜的過（guò）程，且衰減嚴重，到達油箱壁外的（de）超（chāo）聲信號（hào）很微弱，在某些情況下難以檢測到信號，整個係統（tǒng）的靈敏度很難（nán）令人滿意。

4. 超高頻法

超高頻法是通過超高頻傳感器接收變壓器內部局部（bù）放電產生的超高頻（pín）電磁波（bō），進行（háng）局（jú）部放電（diàn）的檢測，並實（shí）現抗（kàng）幹擾。變壓器每一次（cì）局部放電都發生正負電荷（hé）的中和，伴隨有一個很陡的電流脈衝，並向周圍輻射電磁波。根據已經取得的結（jié）論：局部放電所輻射的電磁波的頻譜特性與局部放電源的幾何形狀以及放電間隙的絕緣強度有關。當放電間（jiān）隙比較小，且放電間隙的絕緣強度比（bǐ）較高時，放電過程的時間比較短，電流脈衝的陡度比較大，輻射（shè）的電磁波超高頻分量比（bǐ）較豐富。目前已經證實：變壓器內部局部放電確（què）實能激發出很高頻率的電磁波，最高可達數GHz。傳統的局部（bù）放電檢測方法，測量頻率低，易（yì）受（shòu）外界（jiè）幹擾。通常超高頻檢測技術的檢測（cè）頻帶是500-1500MHz，而（ér）實測表（biǎo）明，現場噪聲通常低於400MHz，可（kě）最大限度的避開幹擾。同時，由於（yú）檢測頻帶寬，具有較高的靈敏度。另外，與其它方法不同，超高頻法測得的波形更加符合實際的放電脈衝波形，可以較全麵的研究（jiū）變壓器內部局部放電的本質特征。其缺點是由於變壓器箱體的屏蔽效果，超（chāo）高頻法（fǎ）體外（wài）檢測靈敏度低，體內檢測預置超高頻傳感器要（yào）廠家配合；此外，難以進行標定是阻礙超（chāo）高頻技（jì）術應用的最（zuì）大障礙。

5. 光測（cè）法

光測法是利用局（jú）部放電產生（shēng）的光輻射進（jìn）行的。在變壓器油中各種放電（diàn）發出的光波長是不同的，研究表明（míng）通常在500-700nm之間，光電轉（zhuǎn）化後，通過檢測光電（diàn）流的特性可（kě）以實現局（jú）部放電源的識別。雖然（rán），實驗室（shì）中利用光測法來（lái）分析局部放電（diàn）特征及絕緣劣化機理等方麵取得了很大的進展，但光測法設備複雜昂（áng）貴，且（qiě）需要被測物體對光來（lái）說是透明的，因而在實際應用中很困難（nán）。

6. 射頻檢測法（fǎ）

射頻檢測（cè）法就是利用羅戈夫（fū）斯基線圈從變（biàn）壓器中性點（diǎn）測取信號，測量的頻率可達30MHz，大大的提高了局部放電的測（cè）量頻率（lǜ），同時（shí）測量係統安裝方便，檢測（cè）係統不改變電力係統的運行方式。但對於三相電力變壓器，得到的信號是三相局部放電信號的總和，無（wú）法進（jìn）行分辨，且所測信（xìn）號易受外界幹擾。隨著數（shù）字濾波技術的發展，射頻檢測（cè）法在局（jú）部放電（diàn）在線檢測中得到（dào）了較廣泛的運用。

7. 紅外熱像法

它是基於變壓（yā）器內部局部放電產生的電熱能量引起局部區域的溫度升高，通過紅外探（tàn）測（cè）器和熱（rè）成像來實現檢測的（de）。優點（diǎn）是使用方便，結果直觀，對於變壓器局（jú）部過熱故障比較靈敏。缺點是當局部放電還沒有產生明顯（xiǎn）局部過熱時或故障點處（chù）於變壓器深處時，該（gāi）方法效果不理（lǐ）想。其（qí）用於定性測量有其一定意義，但用於定量（liàng）研究還存在困難，目前多用於套管的檢測。

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