電力變壓器局部放電檢測技術的現狀和發展

摘要：電力變壓器的局部放電會造成絕緣性能老化，變壓器的絕緣老化已經成為電力系統引發事故的主要原因，因此就需要研究變壓器的局部放電檢測技術。本文主要講述了目前存在的變壓器局部放電檢測技術，并對未來的局部放電檢測技術做了展望。

關鍵詞：電力變壓器；局部放電；檢測技術；現狀；發展

中圖分類號：TM855文獻標識碼：A文章編號：1674-7712 (2014) 08-0000-01

隨著我國電力行業的快速發展，電壓等級已經提高，但是在電壓提高的同時產生了局部放電的現象。由于局部放電產生的電流和周圍介質之間的相互作用，就會產生一些熱效應、帶電質點的轟擊以及生成活性物質，最為關鍵的是造成了絕緣性能老化。而絕緣性能老化以后，就會增加一些電力事故，因此對于變壓器的局部放電檢測技術的研究受到了世界各國的關注。

隨著局部放電的現象出現，周圍環境中的就會產生超聲波、高頻輻射以及一些熱效應，這就為檢測變壓器局部提供了很好的檢測思路。在目前來看，對變壓器的局部放電的檢測主要有兩種方法：電測法和非電測法。

一、電測法

（一）脈沖電流法。脈沖電流法的檢測方式是最早也是研究地最為廣泛的檢測方法。在檢測時，將變壓器變成一個電容，在局部放電時，就會在變壓器的兩端產生電壓差，用耦合電容將此電壓差引出就會產生脈沖電流，這個脈沖電流的產生是由局部放電的大小決定的，根據信號轉化就可以檢測出變壓器內部的局部參數的變化。脈沖檢測法的靈敏度高，能夠檢測變壓器的局部放電量，而且因為收集到的是電信號便于計算機的后期處理，因此得到了廣泛的應用。但是此法容易受到電流的干擾，因此對環境的要求較高，而且測得的頻率較窄，信息量低，靈敏度不穩定，會隨著電容的增大靈敏度降低，抗干擾能力也很弱，因此這一系列的缺點限制了脈沖電流法的發展。

（二）超高頻檢測法。近年來針對傳統的電測法的不足，研發出了一種新型的利用電測法來檢測局放的方法。超高頻檢測法也叫做無線電干擾電壓法。該法接受的是局放所產生的信號中的超高頻信號（300-3000MHz），這樣就檢測到的信號能夠起到很好的抗干擾能力，接收到的超高電磁波經過處理以后就可以找到局放所在的位置和程度。但是此法還是存在缺點，就是在局放比較強的時候測得的信號比較準，但是在局放變弱以后就會受到環境的干擾。

二、非電測法

（一）超聲波檢測法。超聲波檢測法主要就是在變壓器的油箱外壁上安裝超聲波接收器，在變壓器產生局放的時候，就會產生超聲波（70-150Hz)，和介質相互作用之后就會將超聲波傳遞到接收器上，經過接收器的處理以后，就會將變壓器的聲信號轉化為電信號，然后根據電信號的強弱來對局放程度進行測量。超聲波檢測法主要是用于對局放的有無進行判斷，有時會結合脈沖電流法來對局放的位置進行物理定位。超聲波檢測法往往是作為一種輔助手段來對局放進行檢測。近年來隨著聲電信號轉換材料和電子放大技術的發展，超聲波輔助技術的靈敏度已經有了很大的提高。在以后的發展過程中，通過超聲波檢測法來定量地檢測變壓器的局放能力是一個努力的方向。

（二）氣相色譜檢測法。變壓器發生局放以后，絕緣材料就會發生分解，就會伴隨著產生許多氣體，對這些氣體進行成分和含量的檢測就是所謂的氣相色譜檢測法。在局放后產生的氣體主要是氫氣和乙炔。雖然在過熱的情況下也會引起這些氣體組分的變化，但是根據比例區分的話結果一般還是準確的。氣相色譜檢測法的抗干擾能力強，在檢測過程中性能穩定，且具有操作簡便，有自動識別的優點，因此得到了廣泛的應用。但是，氣象色譜對多種氣體都較敏感，對于特定組分氣體的檢測目前還存在著一定的難度，且目前對氣體的測量僅限于定性的測量，定量能力還有待提高。氣相色譜還有一個較為顯著的缺點就是對突發的局放故障的反應能力不足。

（三）光測法。局放發生以后會產生光波（400-700nm)，光波經過光電倍增管處理以后就會產生光電流，然后對光電流的強度和波長進行檢測后就可以對局放的程度進行鑒別。光測法目前在實驗室的研究中取得了很大的成果，但是在實際應用之中，由于設備昂貴且對測量物的透明程度要求要高，因此限制了光測法的實際應用。在光纖技術迅猛發展以后，光檢測法有了一定程度的發展。在未來光測法的發展上，主要就是將光測法和聲測法結合起來對局放進行測定。目前，光測法僅適用于定性分析。

（四）紅外熱像法。在發生局放以后，會引起局部溫度的上升，對這些熱量的變化進行檢測然后轉化為電信號的方法就是紅外熱像法。該法對于定性分析有重要的意義，但是對于定量分析還需要進行長久的探索。

三、局部放電檢測技術的比較

在上述介紹的測量局放的各種方法中，各自有各自的優缺點，下面我們就對這些優缺點進行一個總結。

脈沖電流法是目前唯一具有國際標準的檢測方法，得到了廣泛的應用，但是抗干擾能力較弱，因此還需要對此法進行探索。超高頻檢測法的抗干擾能力較強，能夠較完整地接受局放后產生的電磁波，是近幾年來得到快速發展的方法，但是超高頻檢測法存在著接受信號能力弱的特點，因此對于此法也要進行研究。

對于非電測法的超聲波法、光測法、氣象色譜法以及紅外熱像法目前都僅限于定性的分析，對于定量分析還需要進行探索，而且除了超聲波法以外其它三種檢測方法在具體的實施過程還有一定的難度。超聲波檢測具有抗干擾能力強，能夠進行帶電檢測，不會對變壓器造成傷害的優點，但是對于局部定位的準確度還有待提高。

四、局部放電檢測技術未來的發展方向

脈沖檢測法、超聲波檢測法以及各種非電檢測法都是傳統的檢測局放的方法，而在上文所提到的超高頻檢測法則是近年來新提出的方法，它克服了傳統的脈沖電流法中抗干擾能力弱的缺點，存在著一系列的潛在的優越性，因此在未來研發超高頻檢測法的過程中是一個努力的方向。此外，將計算機輔助技術運用到局放的檢測中也是一個思路，這就是所謂的數字化局部放電檢測。將超高頻檢測技術和數字化局部放電檢測技術結合起來，將會是變壓器局部放電檢測技術的未來之路。

參考文獻：

[1]蔡秀梅.試論電力變壓器局部放電檢測技術的發展和現狀[J].科技信息，2009.

[作者簡介]程巖（1980-），講師，碩士研究生，檢測技術與自動化裝置專業，研究方向：職能測控技術。