關于高壓設備強電局部放電在線監測技術的探討

卜文馨

(咸陽師范學院，陜西 咸陽 712000)

?

關于高壓設備強電局部放電在線監測技術的探討

卜文馨

(咸陽師范學院，陜西 咸陽 712000)

摘要：伴隨電能需求量的日益增加，高壓設備的監側與維護成為電力企業日常工作的重中之重，尤其是高壓設備局部放電維護。為提高高壓設備強電局部放電維護有效性，將在線監側技術運用到高壓設備強電局部放電的日常維護當中勢在必行本文首先簡要概括了局部放電在線監測技術的基本含義，然后從在線監剛方案設計、在線監測步驟和干擾信號的抑制三方面對高壓設備強電局部放電在線監測技術進行了詳細的探究。

關鍵詞：高壓設備；強電；局部放電；在線監測技術

在電力系統運行過程中，高壓電氣設備內部或表面放電會導致其自身絕緣裝置逐漸老化，甚至發生短路或擊穿事故，從而給電力系統的正常運行以及高壓設備自身造成嚴重影響，給電力檢修人員的生命安全構成威脅。在線監測技術在高壓設備強電局部放電維護中的運用，可以實現對高壓設備運行狀態及放電情況的實時在線監測，對高壓設備出現的異常放電或故障進行及時發現與分析，對高壓設備放電維護具有重要的作用。

1局部放電在線監測技術基本含義

在電力企業高壓電氣設備日常運行與維護過程中，局部放電指的是由于高壓設備自身絕緣層老化、內部存在縫隙等缺陷，而使其在傳輸電壓電流時容易在設備表面出現電荷集聚現象，進而導致高壓設備局部放電現象發生。對于一般的電力企業而言，其電氣設備日常傳輸的電壓均為高壓，因而其表面積聚的電荷往往非常巨大，所形成的局部放電也多為強電。一旦電氣設備發生局部高壓放電，就很可能會給設備自身及其他設備的工作性能、運行狀態、使用壽命等帶來不利影響，既增加了電力企業的生產成本，又造成了設備維修與更換費用的不必要浪費。因此，必須采用在線監測技術對高壓設備強電局部放電進行實時在線監測。

2高壓設備強電局部放電在線監測技術基本內容

2.1局部放電在線監測技術的基本原理與方案設計

現階段，對于高壓設備強電局部放電主要針對的是設備表面或內部絕緣層的局部高壓放電，因而局部放電在線監測一般多指高壓設備絕緣層的局部放電在線監測。高壓設備強電局部放電在線監測實現的基本原理是局部放電的原理與特點。當高壓電氣設備發生強電局部放電時，變壓器內部就會產生超聲波、電輻射、光、電脈沖等，容易造成變壓器內部溫度過高，導致變壓器燒毀現象發生。如果局部放電是發生在油中，那么放電的同時還會伴隨有氣體的產生，從而增加能量損耗。為實現對局部放電全方位準確的監測，超聲波測量、電輻射測量、聲光信號檢測、電脈沖測量、紅外線測量、超高頻測量等許多與局部放電有關的檢測方法應運而生。這些方法對高壓設備強電局部放電的檢測有直接檢測和間接檢測兩種形式。根據局部放電特點與原理，以及在線監測系統的設計要求.本文決定采用定位精度高、抗干擾性強的超聲波定位法對高壓設備強電局部放電進行實時監測。

2.2局部放電在線監測基本步驟

利用超聲波定位法對高壓設備局部放電在線監測的基本步驟大致如下:首先，利用系統傳感器對電氣設一備局部放電位置發出的超聲波信號進行采集與濾波處理，利用雙轉換器將模擬超聲波信號轉換成數字信號。然后，對轉換后的超聲波信號進行模式識別，以判斷出設備局部放電量的大小與類型;同時對轉換后的超聲波信號進行延時計算，對超聲波信號到達各傳感器之間的時間差及各傳感器的空間坐標進行求解。最后，依據求出的傳感器空間坐標與超聲波信號到達各傳感器之間的時間差來對高壓設備局部放電點的具體位置進行準確定位.再借助計算機、圖像處理軟件將放電點的具體位置以三維立體形式顯現在高壓設備相應的模型之中，最終完成對高壓設備強電局部放電的在線監測。

2.3干擾信號的抑制

高壓電氣設備發生局部放電時，往往伴隨有噪聲干擾，加之一些其他不確定因素，很容易對在線監測系統的監測效果產生影響。所以，在局部放電在線監測系統對高壓設備運行狀態進行實時監測時，為防止干擾信號和噪聲對監測效果產生影響，就需要采取必要的干擾信號與噪聲抑制措施。一般情況下，高壓設備局部放電干擾信號的來源主要有變頻設備、逆變設備、整流設備，整個電網中的全部變壓器，較大型單相電力電子裝置，高新技術中的元器件等。這些設備、裝置和元器件在高壓設備實際運行過程中都有可能發生局部放電，產生諧波電壓電流等干擾信號，進而對傳感器與線路工作性能產生干擾，加快電氣設備絕緣層老化，增加電力設備損耗，降低設備運行效率，縮短設備使用壽命。除了諧波電流這一干擾信號外，還有電磁輻射干擾、電源干擾等一些其他類型的干擾信號。

要想有效防止干擾信號對高壓設備強電局部放電在線監測的干擾，首先就需要對干擾信號的類型進行區別，然后在此基礎上制定有針對性的抑制措施。目前，較為有效的一種抑制方法就是提高試驗人員對局部放電干擾信號波形及其之間的區別能力，并相對全面準確的掌握高壓設備局部放電的特征與電壓電流和時間規律等有關內容，尤其是局部放電的電壓相位特征和電氣設備局部放電效應。局部放電電壓相位特征是指造成高壓設備局部放電電荷的趨向性。通常而言，許多高壓設備絕緣層發生局部放電時，放電電壓的相位與零位都具有一定的特征，而許多局部放電在線監測系統就是利用這一特征來實現對高壓設備局部放電位置的監測與定位。局部放電效應是指電壓效應和時間效應，即局部放電電壓會隨著時間的變化而變化，即高壓設備局部放電往往會隨著時間而呈現出某種共有的特征。利用這一點，也可以達到較好的在線監測效果。

3結語

綜上所述，局部放電在線監測技術在電力企業高壓電氣設備日常運行過程中發揮著極其重要的作用，它可以對設備的局部高壓放電類型與大小進行及時準確的監測、定位與識別，從而保障電氣設備正常穩定運行，保障整個電力系統安全可靠運行。但隨著技術的不斷更新，高壓設備強電局部放電在線監測技術還需與時俱進，在放電點位置定位、類型識別、干擾型號識別與抑制方面進行不斷加強。

作者簡介：卜文馨(1992.06-)男，漢族，陜西延安人。本科學歷，咸陽師范學院物理與電子工程學院電氣工程及其自動化專業。

中圖分類號：TM8

文獻標志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)14-0022-01