局部放電檢測抗干擾分析

薛小斌

摘 要：局部放電（partial discharge，PD，局放），相當于某種絕緣介質被意外地擊穿后產生的放電現象。它和我們了解的擊穿或是閃絡有所區別，局部放電或許是絕緣區域造成的微小擊穿，也是絕緣劣化后的第一種表征。對局部放電信號進行檢測，可以體現大型電力設備自身的絕緣狀態。局放信號檢測過程中，抗干擾才是首要處理的問題。本文簡單地介紹了局部放電幾種典型的檢測方法，并對局放干擾提出具體的抵抗措施。

關鍵詞：局部放電檢測；抗干擾；消除

廣義上的局放干擾，涵蓋電流傳感器對接檢測系統造成的各種干擾，同時也包括接地、電線處理或是屏蔽等因素對整個檢測系統帶來的干擾。針對高壓電器設備，局部放電是性能檢測中必備的指標。為了增強局部放電的實際水平，必須要由抗干擾水平高、分析能力強以及放電定位準確作為要點。

一、電氣設備局部放電檢測方法

（1）脈沖電流法。脈沖電流法，屬于早期局部放電的檢測技術。操作步驟：計算出耦合電容側下產生了何種耦合阻抗，結合電力設備原本的接地點或是中性點，利用Rogowski線圈來測定局部放電誘發的各種脈沖電流，從中了解放電量以及相位等。脈沖電流法，是典型的定量測量。（2）化學檢測法。對局部放電信號進行檢測，可以體現大型電力設備自身的絕緣狀態。電氣設備如果發生了局部放電，絕緣材料也將明顯地裂化，并分解其他不同的氣體。此時，我們可以對氫氣、甲烷或是一氧化碳，同時包括乙烷、乙炔以及二氧化碳等氣體的濃度和成分進行檢測，可以判斷電氣設備是不是出現了局部放電。（3）射頻檢測法。射頻檢測法，多數情況下需要借助無線電接收器來直接地接受空間區域中釋放的電磁波信號。從檢測原理上看，它和我們的偵測電臺設備是比較類似的。利用掃頻甚至選頻檢測，完全能夠判斷和測定出電磁波信號，精準定位，對頻率范圍進行定圖，從而判斷有沒有局放信號，信號的大小。（4）紅外熱像法。局放信號檢測過程中，抗干擾才是首要的問題。紅外熱象法的基本原理：在局部放電的情況下，電氣設備也會發熱，利用紅外檢測儀可以檢測出局部放電的溫度，同時反映出局部放電的總體情況，達到檢測局放信號之目標。（5）光測法。光測法有如下幾種類型：紫外光檢測法、熒光檢測法以及熒光-超聲波檢測法等。紫外光檢測法也能夠再次地分解：一為功率檢測法，二為成像檢測法。利用光電聯合檢測而來的脈沖幅值或是放電重復率，均能夠對電暈放電是否劇烈作出判斷。（6）超聲波檢測法。超聲波檢測法的基本原理：局部放電時，設備會釋放超聲波信號，我們檢測該種信號后可以判斷出放電的特性。放電前，外周的電場應力、粒子力以及介質應力均比較平衡。局部放電出現后，電荷也會明顯地釋放遷移，放電點附近的電場、機械以及粒子力均會紊亂，從而陷入振蕩變化。（7）特高頻檢測法。電力設備局部放電時，會釋放頻率不一樣的電磁波。放電沒有很大的間隙、時間也不是很長，電流脈沖同樣也會帶來更大的陡度。在設備中，這種電流脈沖釋放的電磁波將近有幾GHz。而特高頻（UHF）檢測法，可以直接檢測出這種強烈的電磁信號，達到局部放電測定之目標。

二、局部放電在線監測干擾分為兩類

（1）空間干擾：對局部放電進行測量時，高壓電氣設備會出現空間強電磁、懸浮電位兩種不同的干擾。對高壓電器設備來說，局部放電是性能檢測中必備的指標。（2）線路耦合干擾：高壓電氣設備或是平行導線之間，電容、電磁耦合，或是利用公共阻抗耦合出現的干擾。也就是：電磁能量利用不同途徑耦合造成的干擾。我們對局放信號進行檢測時，必須將抗干擾作為首要考慮的問題。

三、干擾的消除方法

（1）空間干擾消除方法。于在線監測儀器上的某個通道處連接天線，該裝置有1個獨立的門開關，在設定好的時間里，順利地斷開甚至是閉合，確保信號可以自如地通過，防止引起堵塞。對空間干擾信號進行接收，利用該信號來對其他通道上的開門關進行控制。如果干擾信號此時出現，開關門會立即斷開，其他通道上的干擾信號也無法轉入到數據處理單元中。如果干擾信號此時小時，那么開關門也會順利接通，檢測信號也會馬上轉入到處理單位中，并對放電信號進行檢測。（2）線路耦合干擾消除方法。極性判別法，完全可以對線路上產生的耦合干擾進行消除。通過對裝置本身的脈沖極性進行對比，判斷試品到底會產生哪種類型的信號，并區別試驗回路之外的其他干擾，圖1。下圖2，如果外部干擾從引線處并且和變壓器之間進行對接，傳輸回路便能夠穿過繞組匝間電容等部位，直接回饋到大地上，見圖a、b。整個過程中的傳輸回路，均需借助鐵心接地或者是零線接地刀等多個異樣的放電點，建立起專業的回路，見圖c。不管零線接地線又或者鐵芯接地線，電流極性都不會有任何的變動。如果位于零線以及鐵心接地線這兩個位置上，變壓器本身的電流極性也有明顯的區別。干擾信號接收，需要與高頻電流互感器來完成對接與安裝，據此接受各種不同的空間干擾信號。監測單元內，能夠一致屏蔽電流互感器已經接收完畢的干擾信號。

四、結語

本文簡單地介紹了局部放電幾種典型的檢測方法。局部放電檢測時，對放電量進行精準測量，消除外界干擾信號，才是真正處理問題的重點。在線檢測中，對抗干擾技術進行探索，能夠達到滿意的監測效果。

參考文獻：

[1]張文霞.脈沖電流法在局部放電測試中的應用[J].內蒙古電力技術，2010，28（2）：123-124.