電力變壓器局部放電帶電檢測與定位技術研究

羅威

摘 要 電力變壓器對于電網的影響力不言而喻，在變電器長期的運行過程中，設備終將老化出現各種問題，由于絕緣強度的高低會加大用電安全事風險，對該問題進行分析發現主要是由于局部放電帶電導致變壓器絕緣劣化，為此國內外涌現很多帶電檢測及定位技術，在實際應用過程中，要根據電力系統運行維護需要和質量管控目標，保障電力電網穩定運行?；诖耍疚闹饕治隽穗娏ψ儔浩骶植糠烹妿щ姍z測與定位技術。

關鍵詞 電力變壓器;局部放電帶電;帶電檢測;定位技術

引言

伴隨電力設備電壓等級的不斷提高，這對電力設備運行可靠性提出了更加嚴格的要求;針對局部放電帶電而言，其作為一種對設備絕緣狀態進行評估的重要指標，已得到了廣泛應用。伴隨信息技術的越發成熟，基于數字化背景下的局部放電帶電測試系統的作用、優勢越發凸顯。局部放電帶電檢測技術在先進技術的驅動下，會得到更好的發展。

1局部放電帶電檢測技術

（1）特高頻局部放電帶電檢測。選擇使用特高頻法對變壓器局部放電帶電進行帶電檢測，主要就是以局部放電帶電時出現的電磁波，使用特高頻傳感器接受電磁波信號，并對接受得到的電磁波信號進行分析，從而實現對局部放電帶電源、缺陷類型、異常信號等精準檢測。該種檢測方法在對GIS設備進行檢測時，檢測靈敏度相對較高，對于低頻電波也有著較強的抗干擾能力。在現場對GIS設備進行檢測時，可選擇使用該方法進行帶電檢測。按照帶電檢測傳感器位置的不同，可分為外置傳感器與內置傳感器。對于內置傳感器有錐形傳感器與平板式傳感器，在進行在線監測時，內置傳感器的使用效果較好，可取得較好的檢測靈敏度，抗干擾效果也較強，但是最大的不足之處就是安裝與制作的成本相對較高。選擇使用外置傳感器進行檢測時，雖然成本較低，但是周邊的環境會對整個檢測帶來較大的影響，特別是在進行缺陷判斷時，帶來的干擾較大。在現場使用該檢測技術時，按照檢測頻率的不同，可分為窄頻監測與寬頻檢測兩種，在進行現場檢測時，可選擇使用窄頻監測與寬頻檢測相結合的方式，具體操作時，可首先使用寬頻檢測技術對GIS設備開展普測，如果有異常信號，則選擇使用窄頻檢測進行二次檢測。

（2）超聲波局部放電帶電檢測。聲波和沖擊振動波一般也會伴隨著局部放電帶電現象發生出現在設備中。用于檢測超聲波的傳感器大都裝在殼體的外部接收局放產生的信號。此方法的最大優點是用來接收信號的傳感器與電力設備的任何回路都無關，所以沒有所謂的電磁信號干擾，但會在現場使用時受到外界環境的影響。超聲波信號在向遠方傳播的過程中強度有很多衰減，尤其在絕緣材料中更為明顯。但是，超聲波信號在故障定位方面卻有著較高的準確度。

如果聲波的頻率和類型不盡相同，那么在溫度不一樣的情況下，通過不同介質進行傳播時，傳播的速率也會有較大差異?？v波的傳播速度約是橫波的2倍，且隨著頻率的增高，傳播速度也會增加。但是，在礦物油中是個例外，傳播速率反而會在溫度升高的情況下有所降低;在氣體介質中的傳播速度往往比在固體介質中小得多。同時，聲波在任何介質中傳播，其能量都會存在一定程度的衰減。

（3）SF6氣體成分分析技術。變壓器中包含的SF6氣體較多，同時，變壓器中絕緣材料在局部放電帶電的影響下，會和少量水分出現反應產生較多的分解物。相關研究發現，在變壓器出現放電情況時，放電的類型、強度的不同，產生的分解物也有著較大的不同。因此，可根據SF6分解產物的不同，實現對設備缺陷類型的判定。選擇使用SF6氣體成分分析方法時，若變壓器屬于內部放電檢測時，整體的靈敏度偏低，因此，相對于前兩種檢測方式，使用的次數相對偏少。但是在部分情況下，選擇這種方法時要以上述兩種方法進行有效補充[1]。

2電力變壓器局部放電帶電定位技術

（1）超高頻定位法。超高頻電磁信號抗干擾性較強，因而可以根據局部放電帶電時產生的產生超高頻電磁信號迅速確定局部放電帶電位置，但是變壓器時有多種電子配件和元件組成，大部分都為金屬結構，這會影響超高頻電磁信號的穿透效果，因而超高頻電磁信號會根據電子變壓器內部金屬構造產生一定的幾何繞射軌跡，對局部放電帶電位置準確定位。

（2）超聲波定位法。超聲波信號和電脈沖信號間會有延時反應，在變壓器的某處設置參考傳感器，放電信號在此傳感器和其他處的傳感器間傳遞會有一個時差，將此時差代入雙曲面法計算公式中可得出大致的放電位置，在此過程中必須要特別注意時間差、算法和等值聲速對定位結果準確性的影響，可采用聲速變量、增加探頭的方式逐漸縮小放電位置并最終精確定位[2]。

（3）電氣定位法。對局部放電帶電過程中產生的電脈沖在絕緣介質中傳播時的波形、信號能量的變化等信息建立相關的傳遞函數來進行分析研究，從而定位局部放電帶電空間位置。主要有行波法，利用波的時延特性，根據行波延遲時間計算出距離，找出局部放電帶電的點位;極性法，檢測變壓器繞組不同端子上的局部放電帶電信號的極性，找到局部放電帶電源可能存在區域;起始電壓法，根據繞組長度、繞組兩端電位、放電點電壓為、起始放電電壓等，依據一定的公式計算出放電位置。

（4）局部放電帶電檢測聯合定位法。以上檢測方法各有優劣，光學法只能定位小范圍內的放電位置，特高頻具有信號具有干擾小、反應靈敏的優點，陣列傳感器可多點定位，為保證定位結果的準確性，并考慮到技術成本和可操作性，實際進行局部放電帶電定位檢測時經常采用多種方法協同合作，例如超高頻與超聲波法的配合，超高頻與光學法的配合，這類定位法統稱為聯合定位法，采用此法時要考慮到變壓器局部放電帶電的復雜性，將兩種定位法合理融合，并注意提升各環節中的綜合操控能力，從而發揮加倍的聯合應用效果。

3結束語

綜上分析，全面提升變壓器局部放電帶電檢測效果非常關鍵，但是從當前變壓器局部放電帶電檢測情況來看，在很多方面仍舊有著較大的提升空間，因此，這就需要在進行變壓器檢測時，全面掌握變壓器局部放電帶電檢測技術要點，結合變壓器使用需求，采取針對性的措施，全面提升帶電檢測實效。

參考文獻

[1] 郝海燕.非接觸式帶電檢測技術在GIS局部放電帶電檢測中的應用比較[J].電子制作，2019（22）：21-22，39.

[2] 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（8）：66-71.