電力變壓器局部放電帶電檢測及定位技術綜述

高嵩

摘要：目前，以局部放電問題為主的電力變壓器故障問題逐漸成為制約輸變電設備安全運行的主要因素。而通過開展局部放電檢測與定位技術，可以有效評估與診斷電力變壓器的實時狀態，解決局部放電引發的電力設備故障問題，值得推廣與應用。針對于此，文章主要對電力變壓器局部放電帶電檢測技術及相關定位方法展開具體分析，旨在促進我國電力變壓器的穩定運行水平，僅供參考。

關鍵詞：電力變壓器；局部放電；帶電檢測；定位技術

電力變壓器的運行狀態往往會對整個電網的運行情況造成直接影響。倘若電力變壓器出現運行故障或者失誤情況，勢必會對電網運行造成不良影響。現階段，隨著我國智能電網建設力度與建設規模的不斷加強，國內電網運行的安全度與可靠度得到明顯加強，國家對于電力變壓器的運行性能予以了高度重視。近些年來，針對變壓器局部放電造成的不良問題，國內外研究學者展開了激烈探討與探究，如開展大量的實驗室理論探索工作與現場實測工作等，并利用高頻電流法、超聲波法等檢測技術，加以解決。根據實踐效果來看，通過利用局部放電帶電檢測及相關定位方法能夠有效解決局部故障問題，具有一定的應用意義。

1 電力變壓器局部放電帶電檢測技術的綜合概述

根據以往的研究來看，國內在處理電力變壓器局部放電問題方面，多以局部放電問題產生的物理現象作為故障問題的評價標準。主要根據不同物理現象確定該現象呈現的物理量特征，以便更好地表述局部放電狀態。結合實踐經驗來看，關于電力變壓器局部放電帶電檢測問題的相關研究可以歸納為以下幾個方面：具體如下：

1.1 高頻電流法

高頻電流法主要傳統脈沖電流法作為實現標準，通過結合非電接觸式特征，形成的一種局部放電測量技術。一般來說，高頻電流法在具體處理過程中，不選擇應用傳統測量阻抗，而是選擇應用高頻羅氏線圈，目的在于及時獲取局部放電產生的電流信號，如陡脈沖電流信號[1]。

介于該方法產生的等效阻抗較小的影響，我們往往可以實現非電接觸式測量要求，并應用于試品接地線及接地扁鐵當中，基本上不會對設備正常運行造成不良影響。

1.2 超高頻法

油紙絕緣內部發生局部放電現象的時候，激發頻率會顯著提升，甚至可以達到GHz電磁波頻率。一般來說，當系統內部產生該類信號的時候，往往在金屬箱體當中的移動速度明顯減慢，并通過箱體與套管連接的縫隙位置處進行有效傳輸。針對于此，我們可以采取超高頻法解決油紙絕緣內部的局部放電問題[2]。

1.3 超聲波法

變壓器局部放電一般多是由于油中氣泡或者絕緣紙存在的氣隙問題造成的隱患問題。在放電過程中，氣體分子間會發生劇烈碰撞現象，在碰撞的瞬間會形成較大的壓力，并直接作用于電力變壓器當中，產生明顯的脈沖機械聲波問題。當超聲波在油和絕緣紙板之間相互作用的時候，會對外殼產生較大的壓力[3]。

針對于此，我們可以采取超聲波技術檢測變壓器局部放電原因及主要故障。結合實踐經驗來看，超聲波可以有效檢測20-200KHz范圍內的放電問題，具備較強的抗干擾能力，能夠有效解決局部放電問題。然而，需要注意的是，超聲波信號在使用過程中，難度較高，無法準確地對放電類型加以確定以及進行合理的定量分析，亟待加強。

1.4光學檢測

光學檢測方法是我國當前檢測變壓器局部放電問題廣泛采取的技術手段。一般來說，變壓器油會受到局部放電問題的影響，內部將會存在大量脈沖電流。與此同時，往往還會存在發光或者大量熱量的問題。針對于此，我們可以通過利用相關的光學檢測設備進行局部放電問題的檢測工作，基本上可以明確局部放電產生的信號狀態，多以光輻射信號存在。一般來說，產生的光輻射信號多以光譜段、紫外譜段以及紅外譜段為主。

我們可以利用光學檢測方式將所截取到的光信號完全轉化為電信號，并進行放大處理，目的在于將其安全、合理地送至到檢測系統當中，能夠最大限度地體現出靈敏度高、干擾能力強的應用優勢。經過多年的實踐經驗來看，這種檢測方法能夠有效地解決變壓器局部放電問題，并利于檢測效率的有效提升，值得推廣與應用。

2 變壓器局部放電帶電檢測定位方法分析

2.1 超聲波檢測定位方法

超聲波檢測定位方法主要利用時延作用而實現故障定位。從本質上來看，主要是利用超聲信號信號與電脈沖信號之間的作用特點，或者單純利用超聲信號自身的特點，完成故障定位工作。根據實踐經驗來看，超聲波帶電定位技術憑借自身的技術優勢，如操作簡便、監測結果精準等優勢，成為當前炙手可熱的局部放電帶電檢測技術之一[4]。

2.2 特高頻檢測定位方法

局部放電產生的特高頻電磁信號的性能標準較高，如抗干擾能力強、精準定位等特征。然而，介于特高頻電磁波穿越金屬障礙物較為困難的問題，我們需要利用相關手段規避這一點。舉例而言，根據對局放點定位的不同原理，可適當應用不同傳感器設備，并利用設備的時延功能，降低定位誤差現象。

3 變壓器局部放電檢測聯合定位方法分析

3.1 “特高頻-聲”聯合檢測

“特高頻-聲”檢測方法與傳統檢測方法大體上相同，唯一的區別在于“特高頻-聲”檢測方法主要結合超聲波與特高頻聯合定位法，解決傳統“電-聲”檢測方法存在的定位誤差問題。一般來說，將多個特高頻傳感器放置于變壓器內部固定位置當中，我們可以根據傳感器設備中產生的特高頻信號情況作出相關判斷，待判斷結束后，我們基本上可以明確電源位置等問題。

3.2 “特高頻-光”聯合檢測

“特高頻-光”聯合檢測方法主要結合物理手段實施檢測，主要利用光測法實現電力變壓器故障定位。需要注意的是，這種檢測方式會受到光纖孔徑限制角較小的影響，唯有在既定的檢測范圍內，才能夠予以實現。針對于此，我們在應用“特高頻-光”聯合檢測方法的時候，需要借助其他技術手段實現局部放電定位處理要求。

4結束語

目前，電力變壓器局部放電帶電檢測及其相關定位技術已經廣泛地用于變電設備的檢測工作當中。然而，介于變壓器內部結構的復雜性特征，想要對內部放電源進行精準定位，難上加難。

參考文獻：

[1]劉嘉林，董明，安珊，楊蘭均，鄺石，張偉政. 電力變壓器局部放電帶電檢測及定位技術綜述[J]. 絕緣材料，2015，48（08）：1-7.

[2]李軍浩，韓旭濤，劉澤輝，李彥明. 電氣設備局部放電檢測技術述評[J]. 高電壓技術，2015，41（08）：2583-2601.

[3]陳柯良，曾潔，丁玉柱，謝小慧，沈琳渏，鄧維，周新軍. 電力變壓器帶電檢測應用方法綜述[J]. 湖南電力，2016，36（02）：23-27.

[4]張杰，付泉泳，袁野. 變壓器局部放電帶電檢測技術應用研究[J]. 變壓器，2018，55（08）：66-71.

（作者單位：國網天津市電力公司武清供電分公司）