浅析电力变压器局部放电检测方法

浅析电力变压器局部放电检测方法

蒋海

广安电气检测中心（广东）有限公司 广东东莞 523000

摘要：伴随社会经济的增长，电力业也开始朝着自动化、智能化趋势发展，让智能电网技术也越来越成熟。纵观电力变压器当前的现实应用情况易知，局部放电是造成电力设备呈现运行故障的一大原因。其中，引起电力变压器发生局部放电的原由相对复杂，需要结合相应的检测方法，来及时找出并解决故障问题，以防出现大规模的安全事故。为此，本文分析了电力变压器发生局部放电的常见诱因及其影响，并且探讨了检测局部放电的基本原理、常用方法。

关键词：局放；变压器；电力检测

引言

在电力系统中，变压器作为很重要的组成部分之一，实际的运行状况直接关乎着整个系统的运行安全性[1]。而变压器的安全、可靠运行主要和其绝缘状态直接相关，关于局部放电则是促使变压器出现绝缘老化、发生电力事故的一大主要原因。所以，针对电力变压器，宜深入研究局部放电理论及其检测方法，以达到在线监测局部放电方面的要求。

一、电力变压器发生局部放电的常见诱因及其影响

1、常见诱因

从电力变压器角度上看，发生局部放电的常见诱因主要有：其一，变压器内部的绝缘金属体通常均具有一些尖角、毛刺，且在强电场力的作用下，在很多不平整的位置电荷均会被击中，而诱发变压器发生局部放电[2]。其二，在变压器绝缘体中存在一些杂质，如空气间隙，往往在变压器油隙上表现更突出，且在油道等位置上存在低绝缘系数，以上位置的气泡如果承受超出邻近绝缘体材料的电场强度时，极易在气泡处局部放电。其三，倘若在变压器中，导电体连接效果差也会发生局部放电。

2、不良影响

在变压器平时的运行中，一旦局部放电出现，便会严重影响到其中的绝缘设备，且该现象并不会在短期内加以体现，而是需要历经很长一段时间，属于一个十分缓慢的过程。很多时候变压器进行的局部放电，也并不会直接穿透绝缘体而产生很强的伤害，但却会从不同程度上损害到局部电介质。在变压器运行中一旦局部放电发生，则期间便极可能会让绝缘装置在特定条件下弱化电气强度。对于变压器设备而言，还会留给电气高压设备很显著的安全隐患。

二、电力变压器检测局部放电的方法

1、电测法

（1）超高频法

在检测局部放电方面，超高频法很早就已经被推广应用，而近些年来方才被用来检测变压器局放情况。不同于脉冲电流法的是，该类方法很好地用以抵抗外部带来的干扰。而如果在干式变压器中有进行局部放电，则势必会随之出现抖动电流脉冲，从而在中和正、负电荷时向四周将电磁辐射发出[4]。据许多实验结果均显示，关于局放电源、电磁波频谱均和放电间隙地方的绝缘强度有着很强的联系。在较快放电的情况下，就表示存在很小的放电间隙，而高频率的电磁波则显示出现大抖动类型的电流脉冲。若绝缘强度相对较高，且很快直接击穿整个放电间隙，就会呈现出很显著的电流脉冲系列抖动，从而将高频电磁波辐射向外。

（2）脉冲电流法

相较于其他方法而言，脉冲电流法是最早开始被研究、被最广应用且唯一具备国际标准的一种有效地定量检测变压器局放的方法。在应用该方法中，先将变压器视为一个等效的电容，一旦呈现出局放现象，便会在检测回路上出现脉冲信号。再检测该脉冲电流信号，并且通过方波来对其予以定量校正，便可得局放电量的具体大小数值。鉴于脉冲电流法领域的测频都在1MHZ以下，则说明该检测法具体非常高的灵敏性，但是在检测环节却也很容易遭受到外部电磁的影响干扰，以而对其推广应用产生了一些限制作用。当前的脉冲电流法一般都被用来在现场离线试验或进行室内检测，具体原因主要就是室外环境的条件下或作业现场存在很多十分强的干扰影响因素，而极有可能淹没本就极微弱的一系列脉冲电流信号。所以，在推广该方法时，怎样有效识别、管控外部干扰便成为了一大技术难题。近些年来，许多专家、学者还提出了通过创设相位窗口或判断脉冲极性等改善在线检测的有效措施。就此，在抑制外部干扰方面的效果却不甚理想，仍需要提高。

2、非电测法

（1）化学检测法

在测量非电局部放电方法中，以化学检测法应用得最为广泛。对于化学检测法方面的在线检测主要涉及对变压器进行油中乙炔及氢气浓度、油色谱等方面的在线检测，属于定性系列的检测法，并且无法体现突发性故障。

（2）红外检测法

在局部放电位置，常常会增高温度，且会形成热点。就红外探测仪而言，工作的原理就是结合热成像测量热点来严密监测局放的具体情况。但整个变压器的构造、实际传热的时候却非常的复杂，通过红外成像法难以直接检测变压器本体中存在的局部放电。

（3）超声波法

在应用超声波法时，主要是基于超声换能器，通过电气信号来替代超声信号并达到检测目标。其实当变压器发生局放情况后，就会产生相应的超声波信号，因此超声波法便可来用于进行检测。但现代变压器的整个内部结构却普遍复杂度高，让一些传播介质有所影响到声速，仅用超声波法是不能做到定量检测的[5]。尤其是变压器结构还越来越复杂，当声波从内往外进行传播时，则很多固体类型的材料则极易直接对其阻挡，并且让其发生衰减，而显著性弱化检测所得最终信号的实际灵敏性程度。若传感器很靠向放电位置，又或绝缘固体没有影响传播声波，则会显著性提高检测信号的整体灵敏度。但是，若检测处和放电位置的距离较远，又或在固体结构深处放电，则在传播过程中便会致使声波发生显著性衰减，为此基于该法就会在信号接收过程中出现问题，也即会降低定位放电位置的准确程度。

（4）光纤技术方法

通过光纤技术，只能接收到从油中路径直接传播过来的局部放电领域超声信号，而防止油—钢复合传统路径带来影响。其中的测量原理就是在传播局部放电产生超声信号至光纤上的时候，会出现碰撞而造成光纤形变，引起光纤改变长度、折射系数，让光纤中传播的光波遭受超声信号方面的调制，再通过调制解调器便可提取局部放电信号。而高造价的光学设备以及对电气设备产生的入侵性也让其应用备受限制。

三、结语

总之，电力变压器在平时的运行中，常常会在诸多影响因素的综合作用下，而产生局部放电。所以，需要结合实际情况、具体的检测条件，通过适宜的检测方法，来及时检测出来变压器中存在的局部发电，充分地反映变压器出现的绝缘缺陷以及故障类型，为提出科学的维修策略从技术提供支撑，进而避免酿成严重事故、维持变压器的顺畅运行，并推动电力事业的稳健发展。

参考文献

[1]王秀敏,张宁波,唐飘逸,潘雄.电力变压器局部放电检测技术的发展与检测方法[J].科技传播,2022,14(05):134-136.

[2]段欲圆,杨堉钊,胡少伟.电力变压器局部放电检测方法探讨[J].智能城市,2016,2(10):238.

[3]樊承鹏,李德超,佟莉.电力变压器局部放电检测方法探讨[J].低碳世界,2016(30):22.

[4]刘东方,黎浩.电力变压器局部放电检测方法应用[J].电工技术,2016(04):46-47.

[5]范学海.电力变压器局部放电的检测与诊断方法[J].低碳世界,2015(35):13-14.