淺析電氣設備局部放電的檢測與技術研究

楊 超

（黑龍江工業學院，黑龍江 雞西 158100）

電網安全運轉的保障是電氣設備安全運行，電氣設備絕緣的好壞對電氣設備正常運行有很大的影響。電氣設備局部放電檢測是評判電氣設備絕緣系統好壞的最佳方法與評估方式，對電氣設備局部放電檢測技術的研究是很有必要的。

1 電氣設備局部放電類型和特點

第一，沿面放電。在電氣設備之中使用來支撐和固定帶電部分的固體介質，大部分是在空氣之中。倘若電壓超出某些限制的時候，就會在固體介質與空氣分界面產生沿著固體介質表面的放電情況，也就是所謂的沿面放電。以下就以較為典型的絕緣子作為例子對沿面放電發展過程展開描述。沿面放電實際上是比較特殊的氣體放電，沿面放電電壓比氣體或固體單獨當成絕緣介質的時候擊穿電壓都還要低。對沿面放電電壓造成影響的因素包含了電壓波形與空氣污染程度、氣候與電場分布等。

第二，電暈放電。其是很不均衡電場所具備的自持放電形式。電力系統里面遭受到的絕緣構架多數是不均衡的，因此，不均衡電場形式多樣，大多為不對稱電場。當電場很不均衡的時候，間隙中所加電壓會上升，在大曲率電極周圍小范圍中的電場可以讓空氣產生游離的狀態，間隙中多數地區的電場依然非常小。在大曲率電極周圍較薄一層空氣里面會具有自持放電條件。放電單單限制于大曲率電極附近較小的范圍中，整個間隙并沒有被擊穿。容易出現電暈放電的設備通常為高壓輸電線路。通常來說，把空氣看成是非導體，可是空氣里面有一小部分由宇宙線照射而構成的離子，帶正電的導體可以吸引四周空氣里面的負離子而慢慢中和。假設帶電導體存在尖端，那么這一處空氣里面的電場強度和別的形式的放電是則有差異的。電暈放電的過程中，電流強度不是由電路阻抗所決定的，而是由電極外氣體空間電導所決定的。

2 電氣設備局部放電檢測技術分析

電氣設備局部放電檢測一般會在場地試驗、設備出廠和設備運轉時開展，對測量結果的正確分析需獲取到正確的局部放電的定位、強度和模式信息。檢測技術是電氣設備局部放電分析的基本，模式辨別給出了造成局放出現的類型和原因，定位可顯現出局房源的正確方位，局部放電強度可顯示出現階段局部放電活動的狀態。這方面的信息相融合才可科學評估介質的絕緣狀態。

（1）超聲波檢測技術。電氣設備局部放電的過程中，一般會出現電荷產生中和作用的現象，該中和過程會導致放電部位分子出現非常劇烈的變化，分子變化可以將熱量釋放出來，受熱能夠讓這一地區的電氣設備部位產生膨脹。待放電過程結束，受熱膨脹的區域就可以即刻復原，可是膨脹復原的過程會導致介質疏密產生改變，介質疏密改變會有超聲波出現。這一超聲波是將放電區域當成中心，通過球面波的形式朝四周擴展。采用聲電轉換器的時候，把這一超聲波的聲信號變成電信號，接著通過儀器捕捉和分析，就能夠正確推斷出放電的詳細位置。

超聲波檢測技術因為有著非常強的抵抗場地電磁干擾能力，與此同時運用起來非常便捷，所以在GIS設備局部放電測量過程中運用甚廣。GIS設備出現局部放電的過程中，分子之間會出現較為劇烈的碰撞，如此就會構成一種壓力，該壓力會導致聲波出現，而聲波會通過球面波形式往外傳播，傳播頻率在20～100 kHz內，此種聲波為超聲波。超聲波局部放電帶電測量技術是由設置于GIS殼體中的壓敏傳感器接收傳播至外殼的一種型號，進而分析聲信號，借此推斷出設備產生局部放電與否，同時還能夠明確放電區域的具體位置。

（2）脈沖電流檢測技術。脈沖電流檢測技術是現如今運用范圍較廣的一種技術，國際電工委員會為此設置了有關該種加測方式的標準。其原理就是：第一，對設備加高強壓，假使出現局部放電現象，兩邊的電壓就會改變，接著在此時耦合一個阻抗，回路里面就會出現電流，最終經過收集與放大該阻抗中的電流，就能夠測量出局部放電基本量。這種檢測技術包含了直接檢測和平衡檢測方法。前者在檢測時會遭受到各種干擾因素，導致側量結果不準，特別是在施工場地這種較為復雜的環境中，干擾尤為嚴重。所以，要抵抗干擾，就需要使用到平衡檢測方法，這種方式在施工場地運用甚廣。脈沖電流檢測技術就是在中間接頭的接地線位置連接高頻電流互感器，把電流信號耦合至此，接著經過高頻電流互感器以及分析儀器里面的檢測電纜展開傳送，傳送至分析儀器里面進行分析和推斷。

（3）超高頻檢測技術。該種技術是借助超高頻天線檢測電氣設備局部放電構成的電磁波，超高頻天線檢測頻帶通常在300～3000 MHz以內。超高頻檢測技術對于多種類型的放電性不足有很高的靈敏性，不會遭到機械的干擾，能夠迅速定位局部放電位置，還有著檢測范圍大的優勢。超高頻UHF局部放電檢測是依賴于信息特點以及局部信號譜圖推斷局部放電類型的。伴隨電氣設備局部放電檢測技術的不斷發展和技術水平的提升，超高頻檢測技術在電氣設備局部放電檢測過程中的運用甚廣。

（4）射頻檢測技術。這種檢測技術檢測的基本原理就是經過無線電接收器接收空間電磁波信號，其原理和偵測電臺設備類似，采用掃頻和選頻檢測明確電磁波的信號大小，同時可以進行較大范圍的定位，可以對選取的頻率范圍做出相應的圖形，推斷是不是有局放信號和其大小。射頻檢測技術包含了頻譜分析及時間處理兩種模式，其中，頻譜分析包含了峰值、平均與分別峰值平均監測技術。這種檢測技術的優勢在于檢測的靈敏性很高，檢測系統安置便捷，檢測的過程中不會將電氣設備運轉的方法轉變。而缺陷在于局放信號分析能力和解決能力有待提升，檢測重復性差，對于變電站環境的適應性不強，評估方式有很大的難度，很容易遭受到外界電磁信號干擾，且定位能力不強。現如今，將該種檢測技術運用在電氣設備局部放電在線檢測過程中。中國與西方國家均對該種類型的檢測技術的定位能力以及靈敏性進行了探索和研究。西方國家經過實驗模擬分析了射頻檢測技術運用在不一樣類型的變壓器設備之中的靈敏性，同時探討了變壓器內部結構對于測定靈敏性的影響。把一般的局放檢測裝置靈敏性和1GHz射頻檢測系統靈敏性相比，結果表示射頻系統靈敏性更好。而中國研制出了頻帶為2到8GHz和靈敏性很高的平面等角螺旋天線當作定位傳感器，同時提出了空間網格定位方式，防止以往解析算法由于時延檢測值和波速參數的偏差造成定位結果變大，以實驗表明了這一定位系統的可靠性。

3 結語

雖學術界對于電氣設備局部放電檢測技術進行了進一步的研究和探索，獲得了比較豐富的成果。可是，在模式辨別以及檢測等方面，還有著一部分問題亟待解決，相信在技術的不斷發展過程中，電氣設備局部放電檢測技術也更加完善和健全。