电力变压器局部放电带电检测及定位技术

电力变压器局部放电带电检测及定位技术

王鑫铎

中国石油四川石化公司（成都，四川） 611930

摘要：随着电力企业的不断发展，对电力变压器故障检测技术的研究也在不断深入，更多先进的检测技术相继出现。通过相关故障检测技术检测并排除电力变压器故障，使电力变压器更安全、更方便、更符合人们的需要。当电力变压器出现故障时，会产生变压器绝缘劣化，局部放电造成电力事故。为了提高电力变压器在使用过程中的安全性，在选择变压器时，要对变压器的局部放电进行带电检测和定位，也要对在使用中的变压器进行该方面的检测，确保电压器在使用过程中无安全隐患，本文就电力变压器局部放电带电检测技术及定位技术进行简单介绍。

关键词：电力；变压器；局部放电；带电检测；定位技术

引言

电力变压器是电力系统中重要的组成部件之一，该部件质量和运行状况的好坏会对整个电力系统安全、稳定运行造成直接的影响。然而，在实际运行过程中，受多方面因素的影响，常常会导致电力变压器发生局部放电现象。局部放电不仅会导致电力变压器的部分绝缘体产生相互反应，导致其介质成分发生变化，影响其运行性能和质量，还会引发电气事故，威胁工作人员的人身安全，对整个电力系统稳定、安全运行造成不良影响。基于此，需要探寻有效的检测技术做好电力变压器局部放电检测工作，再根据检测结果制定相应的防范措施，才能最大限度地降低局部放电现象的发生或减轻其造成的危害。

1常见电力变压器局部放电检测技术类型及优缺点

1.1脉冲电流检测法

在电力变压器局部放电带电检测中，脉冲电流检测法是最常见的一种方法。电力变压器局部放电时会产生脉冲电流，这些电流会经过地面进入传感器，将传感器和变压器回路相连接，通过对脉冲电流测算可以计算出变压器局部放电的电荷量，并精确找到放电位置。

1.2超声波检测技术

电力变压器进行局部放电过程中常常会释放声波，根据这一现象，可采用超声波检测技术对其进行局部放电检测，也即采用传感器接收释放的超声波定位和测定局部放电位置、范围及大小等。该项检测技术具有工作原理简单、检测方便、无损等优势，但是，其也存在一定的缺陷，如灵敏度较低、抗电磁干扰性能较差等，因此，其无法完全满足电力变压器局部放电检测需求，多是被应用于电力变压器局部放电状态数据采集和定性判断中。

1.3光测技术

相关研究表明，电力变压器发生局部放电后会产生400～700mm的光波，这些光波经光电倍增管强度处理后，可产生光电流。根据这一现象，人们研发了光测技术进行局部放电检测，即将局放产生的光辐射经光电进行转化，并根据转化后的光电流特性(光电流中的波长和强度)进行局部放电检测和定位。该项检测技术具有检测速度快、准确率高等优势，但是，其要求测量部件的透明性较强，否则就会降低检测的灵敏度和准确度，且检测设备成本相对较高，多用于局部放电定性分析中。

1.4化学检测技术

电力变压器发生局部放电时，变压器中部分绝缘体会被分解或破坏，并相互产生化学作用而形成新的物质，对此，就可以采用化学检测技术检测生成物质的成分和浓度来判断局部放电的状态。现阶段，不少局部放电检测人员已经认识和掌握了这些检测技术的工作原理，并将其应用于变压器在线故障诊断中，有效提升了变压器在线故障诊断质量和效率。但是，在实际应用过程中，该项技术也存在一定的缺陷，如其难以及时检测出潜在故障灵敏性较高的突发故障，从而难以准确和快速识别突发性故障。另外，我国尚未对该种故障识别形式建立统一的判断标准，从而会影响该项检验技术使用的规范性。

1.5超高频检测法

超高频检测法是电力变压器局部放电带电检测常见的技术方法，具有很高的灵活度和抗干扰能力。当电力变压器局部产生电流时，超高频检测技术能够对局部放电信号频率在300～3000MHz范围内的电流信号进行快速检测，获得局部放电信息实现对变压器故障的快速诊断。在进行高频检测时，高频传感器起到了重要作用，它不仅可以安装在变压器内部，也可以安装在变压器外部。

1.6油色谱分析法

近年来变压器运行过程中从油中产生的气体对变压器故障预警起到重要作用，在变压器局部产生电流时，局部绝缘体会因老化等情况产生化学气体，这些气体很快会溶解在变压器油中。工作人员通过对油中气体的特征、成分和含量进行分析，从而进一步判断出变压器故障的原因。气体分析法不仅可以在变压器带电运行中进行检测，同时也可以进行离线状态检测。此方法的不足之处在于，无法对变压器瞬间产生的故障进行分类，大多还需要企业专业人员进行辅助判断。

1.7红外线检测法

红外线检测法是通过变压器外部温度变化形成的红外线成像进行变压器局部放电带电检测。由于大气中存在不同成分的气体，这些气体对红外线的波长辐射吸收存在明显差异。红外线呈现出短波和长波两种状态。通过变压器耦合元件将红外线辐射信号转化成电信号，通过专业设备显示在显示器中，方便工作人员进行检测。红外线检测法具有很强的实效性，并且在一定的距离内进行直接检测，由于变压器内部结构的复杂和传热过程的复杂，红外线检测法只针对一些变压器外部故障进行检测。

2电力变压器局部放电带电检测定位技术

2.1特高频定位法

利用高频定位技术，可以对变压器局部放电信号做出快速定位，有利于及早排除故障。其定位原理是对变压器局部放电过程中产生的电磁波信号进行局部定位，具有很强的抗干扰能力和高灵敏度。由于变压器内部结构复杂，当电力变压器进行局部放电时，电磁波从变压器内部传出，在传出过程中遇到金属障碍物时，电磁信号会明显降低。所以在具体应用中，高频定位法依然存在很大的局限性。

2.2超声波定位法

当变压器局部放电时，会产生超声波能量，通过不同介质超声波向外进行传播，根据超声波传播时延时间的长短，就能对变压器放电位置定位。超声波定位是以变压器的传感器作为参考点，通过对变压器的放电信号传播到其他传感器与参考点的时延相对比，将时间差带入几何关系方程式中求解，便可得出变压器放电的位置。

2.3联合定位法

变压器在局部放电时产生大量脉冲电流，脉冲电流会受到各种因素如噪音的干扰，使其抗干扰能力低，造成对局部定位放电位置定位不准确。为了进一步提高电力变压器局部放电带电检测定位的准确性，采取联合定位法。如特高频技术与声联合定位，特高频定位技术与光联合定位法等等。特高频与声联合定位是通过将超声波与特高频定位法技术相结合，将获得的超声信号时差与高频电磁波时差进行相比较，在定位时通过变压器的特高频传感器进行信号传播，避免电磁波造成电信号的衰弱，从而更准确地定位变压器放电位置。联合定位法弥补了单一定位法的缺陷，在电力变压器局部放电时，作出快速准确的带电检测。

结束语

目前，我国常用的局部放电检测技术各具应用优势和适用范围，但均存在一定的缺陷，从而会影响部分电力变压器局部放电检测工作的顺利开展和检测质量。对电力变压器局部放电带电检测技术和定位技术的研究是为了更好地保障电力系统的稳定性，提高电力变压器的安全性能，随着电力行业在计算机领域和数字信息化处理方面的技术不断提高，相关研究人员还需进一步对变压器进行深入研究。

参考文献

［1］何潇.电气设备局部放电带电检测技术应用研究［D］．天津:天津大学，2015.

［2］邱有水，魏兰兰，王东.电力变压器带电检测及定位的探究［J］．科技展望，2017，27(10):88.

［3］柯伟.电力变压器故障检测技术的现状和发展趋势分析[J].中小企业管理与科技，2019（8）：160；162.