局部放電定位方法概述

局部放電發生時伴有電脈（mò）衝、電磁發射、聲、光（guāng）、熱以及放電導致絕緣材料分解出（chū）氣體等（děng）現象，並引起局部過熱等化學和物（wù）理反應。通過探（tàn）測這些物理現象或化學產物，均可以實現局部放電檢（jiǎn）測。按照局部放電檢測原理可（kě）以將現有（yǒu）的定位方法分為三大類：電氣定位方法、超聲波（bō）(Acoustic Emission，簡稱AE)定位方法（fǎ）、特高（gāo）頻( Ultra-High-Frequency，簡稱UHF)電磁波定位方法。

電氣定位方（fāng）法的基（jī）本原（yuán）理是：當變壓器內部（bù）發生局部放電時（shí），產生的電流脈（mò）衝沿繞組（zǔ）傳播到達測量端，該放電（diàn）脈衝包含了局部放電定（dìng）位所需的有用信（xìn）息，通過對放電脈衝進行分析來確定局放源的（de）位（wèi）置。根據分析的放電信息不同，傳統的電氣定位法可以分（fèn）為以下幾種：起始電（diàn）壓法、多（duō）端測量定位法、極性法（fǎ）、行（háng）波法及電容分量法。隨著對變壓器繞組傳輸特（tè）性研究的深入以及數字濾波技術的發展，又出現了改（gǎi）進的電容分量法(與數字濾波技術相結合)和端點電流脈（mò）衝頻譜分析法。電氣（qì）定位方法存在兩大缺點：(1)抗幹擾（rǎo）能（néng）力差。變電站現場存（cún）在大量電（diàn）磁幹擾，脈衝電流（liú）信號的信（xìn）噪比低，電氣定位方法難以用於現場測試，僅可（kě）用於實驗室測試。(2)普適性差。在（zài）電（diàn）氣定位方法中需要利用計算機精確模擬變壓（yā）器繞組的傳遞函數譜圖。由於變壓器繞組結構的複雜性（xìng）、多樣（yàng）性，此方法難以推廣應用。

AE定位方（fāng）法是根據（jù）局部放電產（chǎn）生的超聲波的傳播時間或波束（shù）方向來確定放電源的空間位置的。根據超聲波到達各傳感器的時（shí）間（jiān）差進行定位的方（fāng）法叫時間差定位方法；根據超聲波束傳播方向進行定位的（de）方法叫做相控（kòng）陣定位方法。AE時間差定位方法是目前現（xiàn）場應用最（zuì）廣泛的一種方法，按照基準信號又可將其分為“電一聲（shēng）”法和“聲一聲”法兩種。“電一聲”法是指利用電脈衝信號（hào）作為基準，獲取超聲波的傳播（bō）時間，再根據超（chāo）聲波的傳播速度而計算出放電源與傳（chuán）感器的距離、以及放電源的位置。“聲一聲”法利用（yòng）超聲波（bō）信號到達多個超聲傳感器的時（shí）間差，經過各種計算方法，確定局部放電源的幾何位置。相控陣定位方法是近年（nián）來引入變壓器局部（bù）放電（diàn）定位的一種新方法（fǎ），它通過超聲波傳感器線陣同時對空間信（xìn）號場進行多點（diǎn）並（bìng）行采樣，應用MUSIC(Multiple SignalClassification)算法提取所接收的線陣信號及其空域特征信息、計算故障方向和位置。超聲波定（dìng）位法能直（zhí）接實現局部放電空間定位（wèi），具有原理簡單、抗電磁幹（gàn）擾能力強、成本低的優點，受到了電力試驗人員的普遍應用。但是，在應用過程中暴露出（chū）超聲波定位（wèi）方法中（zhōng）無法克服的兩大問題：第一，超（chāo）聲（shēng）信號在變壓器內部傳播（bō）時衰減嚴重，導致超聲波檢測靈敏度低，尤其是檢測不到（dào）繞組中局部放電的信號；第二，理論上（shàng）針對的是（shì）一個放電點，而實際設（shè）備內放（fàng）電點可能會有多個，導致時間基準值容易混淆，定位精度不夠。

特高頻(Ultra-High-Frequency，UHF)定（dìng）位方法是一種新方法。它（tā）利用3個及以上（shàng）傳（chuán）感器接收局部放電UHF信號，測量UHF信號（hào）到達兩兩傳感器（qì）的時間差，利用時間（jiān）差、波速、傳感器坐標等信息通過計算得出故障位置。UHF方法具有（yǒu）靈敏度高、抗幹擾能力強的優點。雖然國內外研究機構和學者在實驗室開展了一些變壓器局部放電UHF定位的（de）探索研究工作，但是真實變壓（yā）器繞組中局部放（fàng）電UHF定位中還存在許多問題巫待解決，比如：如何保證首波檢測靈（líng）敏度、如何準確計算首波到達時（shí）刻、如何布置傳感器和準確定位等（děng）等。