电气设备局部放电检测技术研究

电气设备局部放电检测技术研究

杨爽

身份证号码：13030219831014XXXX河北石家庄050000

摘要：电网安全运转的保障是电气设备安全运行，电气设备绝缘的好坏对电气设备正常运行有很大的影响。电气设备局部放电检测是评判电气设备绝缘系统好坏的最佳方法与评估方式，对电气设备局部放电检测技术的研究是很有必要的。

关键词：电气设备；局部放电；类型及特点；存在问题；技术分析

1局部放电的种类及特点

1.1电晕放电

电晕放电属于自持放电形式，通常发生于极不均匀电场中，其主要特征之一。电力系统中大部分的绝缘结构不均匀，所承受的电场也是不均匀的，其中以不对称电场为主。当电场极度不均匀时，电压会随着间隙升高，在大曲率电极附近小范围内的电场强度可使空气发生游离，而间隙中大部分区域的电场仍然比较小。因此在大曲率电极附近一层很薄的空气中将具备自持放电的条件。放电仅局限于大曲率电极周围较小的范围内，而在这个过程中整个间隙还未被击穿。如果带电导体有尖端，则该导体附近空气中的电场强度与其他形式的放电会存在本质上的差别，电晕在放电时的电流强度并不是取决于电路中的阻抗，而主要是取决于电极外气体空间的电导，即外加电压、电极形状、极间距离、气体的性质和密度等。

1.2气隙放电

由于绝缘介质在工艺和材料上的缺陷，使得绝缘体内存在杂质、气隙等缺陷。一般情况下气隙中会充满空气或者是碳氢气体，在常规情况下不会出现局部放电的问题，但在外部施加高压时，其压力接近于大气压，绝缘缺陷部位可能会发生局部的、重复的击穿。该现象多在高电场强度下出现，发生在绝缘体内电气强度较低的部位。是否产生局部放电取决于绝缘装置中的电场分布和绝缘的电气物理性能。

1.3沿面放电

一种常见的局部放电现象。电气设备运行中，当电压超过了一定限制，不同介质表面和空气的分界面上，沿着固体介质表面出现的放电现象，称为沿面放电现象。沿面放电电压比气体或者是固体单独作为绝缘介质时的击穿电压都要低上许多。一般来说，造成沿面放电的主要因素有：电场分布情况不合理、电压波形、介质表面状态、空气污秽程度、气场条件等。

2电气设备局部放电检测技术分析

电气设备局部放电检测一般会在场地试验、设备出厂和设备运转时开展，对测量结果的正确分析需获取到正确的局部放电的定位、强度和模式信息。检测技术是电气设备局部放电分析的基本，模式辨别给出了造成局放出现的类型和原因，定位可显现出局房源的正确方位，局部放电强度可显示出现阶段局部放电活动的状态。这方面的信息相融合才可科学评估介质的绝缘状态。

2.1超声波检测技术

电气设备局部放电的过程中，一般会出现电荷产生中和作用的现象，该中和过程会导致放电部位分子出现非常剧烈的变化，分子变化可以将热量释放出来，受热能够让这一地区的电气设备部位产生膨胀。待放电过程结束，受热膨胀的区域就可以即刻复原，可是膨胀复原的过程会导致介质疏密产生改变，介质疏密改变会有超声波出现。这一超声波是将放电区域当成中心，通过球面波的形式朝四周扩展。采用声电转换器的时候，把这一超声波的声信号变成电信号，接着通过仪器捕捉和分析，就能够正确推断出放电的详细位置。超声波检测技术因为有着非常强的抵抗场地电磁干扰能力，与此同时运用起来非常便捷，所以在GIS设备局部放电测量过程中运用甚广。GIS设备出现局部放电的过程中，分子之间会出现较为剧烈的碰撞，如此就会构成一种压力，该压力会导致声波出现，而声波会通过球面波形式往外传播，传播频率在20~100kHz内，此种声波为超声波。超声波局部放电带电测量技术是由设置于GIS壳体中的压敏传感器接收传播至外壳的一种型号，进而分析声信号，借此推断出设备产生局部放电与否，同时还能够明确放电区域的具体位置。

2.2脉冲电流检测技术

脉冲电流检测技术是现如今运用范围较广的一种技术，国际电工委员会为此设置了有关该种加测方式的标准。其原理就是：第一，对设备加高强压，假使出现局部放电现象，两边的电压就会改变，接着在此时耦合一个阻抗，回路里面就会出现电流，最终经过收集与放大该阻抗中的电流，就能够测量出局部放电基本量。这种检测技术包含了直接检测和平衡检测方法。前者在检测时会遭受到各种干扰因素，导致侧量结果不准，特别是在施工场地这种较为复杂的环境中，干扰尤为严重。所以，要抵抗干扰，就需要使用到平衡检测方法，这种方式在施工场地运用甚广。脉冲电流检测技术就是在中间接头的接地线位置连接高频电流互感器，把电流信号耦合至此，接着经过高频电流互感器以及分析仪器里面的检测电缆展开传送，传送至分析）仪器里面进行分析和推断。

2.3超高频检测技术

该种技术是借助超高频天线检测电气设备局部放电构成的电磁波，超高频天线检测频带通常在300~3000MHz以内。超高频检测技术对于多种类型的放电性不足有很高的灵敏性，不会遭到机械的干扰，能够迅速定位局部放电位置，还有着检测范围大的优势。超高频UHF局部放电检测是依赖于信息特点以及局部信号谱图推断局部放电类型的。伴随电气设备局部放电检测技术的不断发展和技术水平的提升，超高频检测技术在电气设备局部放电检测过程中的运用甚广。

2.4射频检测技术

这种检测技术检测的基本原理就是经过无线电接收器接收空间电磁波信号，其原理和侦测电台设备类似，采用扫频和选频检测明确电磁波的信号大小，同时可以进行较大范围的定位，可以对选取的频率范围做出相应的图形，推断是不是有局放信号和其大小。射频检测技术包含了频谱分析及时间处理两种模式，其中，频谱分析包含了峰值、平均与分别峰值平均监测技术。这种检测技术的优势在于检测的灵敏性很高，检测系统安置便捷，检测的过程中不会将电气设备运转的方法转变。而缺陷在于局放信号分析能力和解决能力有待提升，检测重复性差，对于变电站环境的适应性不强，评估方式有很大的难度，很容易遭受到外界电磁信号干扰，且定位能力不强。现如今，将该种检测技术运用在电气设备局部放电在线检测过程中。中国与西方国家均对该种类型的检测技术的定位能力以及灵敏性进行了探索和研究。西方国家经过实验模拟分析了射频检测技术运用在不一样类型的变压器设备之中的灵敏性，同时探讨了变压器内部结构对于测定灵敏性的影响。把一般的局放检测装置灵敏性和1GHz射频检测系统灵敏性相比，结果表示射频系统灵敏性更好。而中国研制出了频带为2到8GHz和灵敏性很高的平面等角螺旋天线当作定位传感器，同时提出了空间网格定位方式，防止以往解析算法由于时延检测值和波速参数的偏差造成定位结果变大，以实验表明了这一定位系统的可靠性。

3电气设备局部放电检测技术存在的问题

当前，用于电气设备局部检测的技术虽然比较多，而且随着科技的进步，电气设备的检测已经趋于常态化，出厂检测、带电检测、在线检测等多个环节的检测工作，能够有效的对电气设备放电进行检测，但是在设备的实际使用过程中，不论使用哪种检测方法，其最终目的都是及时、准确的发现局部放电并消除局部放电，使电气设备能够以更好的状态运行。而当前在检测过程中存在的一个最大的问题就在于检测装置本身的不可靠性，由于在检测时缺乏严格的准入机制和测试标准，导致当前局部放电检测装置的质量参差不齐，许多检测设备很难有效发挥检测作用，严重时甚至出现了由于检测装置本身出现故障而导致被检测设备无法正常运行的情况，因此可能给企业带来较大的经济损失。同时，检测费用高昂也是当前许多企业所面临的一个突出问题。

4结语

虽学术界对于电气设备局部放电检测技术进行了进一步的研究和探索，获得了比较丰富的成果。可是，在模式辨别以及检测等方面，还有着一部分问题亟待解决，相信在技术的不断发展过程中，电气设备局部放电检测技术也更加完善和健全。

参考文献：

［1］陆宇航，杜伯学，朱晓辉.基于匹配滤波法的超高频局部放电信号检测［J］.电网技术，2008，（17）：84-89.

［2］杜伯学，陆宇航，张强.基于传感器阈值法的局部放电信号自消噪［J］.高电压技术，2008，34（8）：1578-1582.