電力變壓器局部放電檢測(cè)方法

1、電力變壓器局部放電檢測(cè)方法近年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展和人民生活水平的提高,對(duì)供電可靠性的要求也愈來(lái)愈高,而作為電力系統(tǒng)中主要設(shè)備之一的電力變壓器的局部放電檢測(cè)也受到了電力行業(yè)越來(lái)越多的重視。如果變壓器出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象,很有可能造成變壓器過(guò)早的發(fā)生損壞,影響變壓器的使用壽命,同時(shí)局部放電還直接影響到區(qū)域正常供電。因此,對(duì)于變壓器局部放電進(jìn)行檢測(cè)已是保證該設(shè)備安全可靠運(yùn)行的重要措施。本文就電力變壓器局部放電的檢測(cè)方法展開(kāi)探討。電力變壓器作為電力系統(tǒng)中的主要組成設(shè)備,它的正常運(yùn)行情況關(guān)乎整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)行,一旦變壓器發(fā)生故障,將會(huì)導(dǎo)致大范圍停電,由此造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。而局部放電目前已經(jīng)成為引發(fā)

2、變壓器故障的重要原因之一。因此,對(duì)變壓器局部放電進(jìn)行檢測(cè)至關(guān)重要。鑒于此,筆者根據(jù)多年的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),分析了局部放電造成的危害以及主要的放電形式,提出了幾種常見(jiàn)的變壓器局部放電檢測(cè)方法,僅供借鑒參考。1 變壓器局部放電的原因分析其一,由于變壓器中的絕緣體、金屬體等常會(huì)帶有一些尖角、毛刺,致使電荷在電場(chǎng)強(qiáng)度的作用下,會(huì)集中于尖角或毛刺的位置上,從而導(dǎo)致變壓器局部放電;其二,變壓器絕緣體中一般情況下都存在空氣間隙,變壓器油中也有微量氣泡,通常氣泡的介電系數(shù)要比絕緣體低很多,從而導(dǎo)致了絕緣體中氣泡所承受的電場(chǎng)強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于和其相鄰的絕緣材料,很容易達(dá)到被擊穿的程度,使氣泡先發(fā)生放電;其三,如果導(dǎo)電體

3、相互之間電氣連接不良也容易產(chǎn)生放電情況,該種情況在金屬懸浮電位中最為嚴(yán)重。2 局部放電的危害及主要放電形式2.1 局部放電的危害局部放電對(duì)絕緣設(shè)備的破壞要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期、緩慢的發(fā)展過(guò)程才能顯現(xiàn)。通常情況下局部放電是不會(huì)造成絕緣體穿透性擊穿的,但是卻有可能使機(jī)電介質(zhì)的局部發(fā)生損壞。如果局部放電存在的時(shí)間過(guò)長(zhǎng),在特定的情況下會(huì)導(dǎo)致絕緣裝置的電氣強(qiáng)度下降,對(duì)于高壓電氣設(shè)備來(lái)講是一種隱患。2.2 局部放電的表現(xiàn)形式局部放電的表現(xiàn)形式可分為三類(lèi):第一類(lèi)是火花放電,屬于脈沖型放電,主要包括似流注火花放電和湯遜型火花放電;第二類(lèi)是輝光放電,屬于非脈沖型放電;第三類(lèi)為亞輝光放電,具有離散脈沖,但幅度比較微小,屬于前

4、兩類(lèi)的過(guò)渡形式。3 變壓器局部放電檢測(cè)方法變壓器局部放電的檢測(cè)方法主要是以局部放電時(shí)所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象為依據(jù),產(chǎn)生局部放電的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電脈沖、超聲波、電磁輻射、氣體生成物、光和熱能等,根據(jù)上述的這些現(xiàn)象也相應(yīng)的出現(xiàn)了多種檢測(cè)方法,下面介紹幾種目前比較常見(jiàn)的局部放電檢測(cè)方法。3.1 脈沖電流檢測(cè)法這種方法是目前國(guó)內(nèi)使用較為廣泛的變壓器局部放電檢測(cè)方法,其主要是通過(guò)電流傳感器檢測(cè)變壓器各接地線以及繞組中產(chǎn)生局部放電時(shí)引起的脈沖電流,并以此獲得視在放電量。電流傳感器一般由羅氏線圈制成。主要優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)靈敏度較高、抗電磁干擾能力強(qiáng)、脈沖分辨率高等;缺點(diǎn)是測(cè)試頻率較低、信息量少。3.2 化學(xué)檢測(cè)法化學(xué)

5、檢測(cè)法又被稱為氣相色譜法。變壓器出現(xiàn)局部放電時(shí),會(huì)導(dǎo)致絕緣材料被分解破壞,在這一過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)新的生成物,通過(guò)對(duì)這些生成物的成分和濃度進(jìn)行檢測(cè),能夠有效的判斷出局部放電的狀態(tài)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是抗電磁干擾較強(qiáng),基本上能夠達(dá)到不受電磁干擾的程度,也比較經(jīng)濟(jì)便捷,還具有自動(dòng)識(shí)別功能;但該檢測(cè)方法也存在一些缺點(diǎn):由于生成物的產(chǎn)生過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng),故此延長(zhǎng)了檢測(cè)周期,只能發(fā)現(xiàn)早期故障,無(wú)法檢測(cè)突發(fā)故障,并且該方法只能進(jìn)行定性分析,無(wú)法實(shí)現(xiàn)定量判斷。另外現(xiàn)在使用的氣體傳感器對(duì)檢測(cè)到的所有氣體都較為敏感,致使檢測(cè)的準(zhǔn)確性不是很高。3.3 光測(cè)法由于局部放電會(huì)產(chǎn)生光輻射,光測(cè)法主要是針對(duì)局部放電時(shí)產(chǎn)生的光輻射進(jìn)行檢

6、測(cè)。通常情況下變壓器油中發(fā)生放電時(shí)所產(chǎn)生的光波長(zhǎng)度均不相同,試驗(yàn)結(jié)果表明光波的長(zhǎng)度一般在500nm700nm 這一區(qū)間范圍,當(dāng)光電發(fā)生轉(zhuǎn)換后,根據(jù)光電流的特性,能夠?qū)植糠烹娺M(jìn)行識(shí)別。3.4 超高頻檢測(cè)法變壓器在發(fā)生局部放電時(shí)都會(huì)出現(xiàn)正負(fù)電荷中和的現(xiàn)象,并且伴隨這一現(xiàn)象都會(huì)形成一個(gè)陡的電流脈沖向周?chē)椛潆姶挪āＴ摲椒ㄖ饕峭ㄟ^(guò)對(duì)變壓器內(nèi)部產(chǎn)生局部放電時(shí)所發(fā)射的超高頻電磁波進(jìn)行接收,從而達(dá)到對(duì)局部放電的定位和檢測(cè)。這種檢測(cè)方法的主要優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量頻率比較高、檢測(cè)頻率范圍可以調(diào)節(jié)、抗電磁波干擾性能強(qiáng)、靈敏度較高等。3.5 射頻檢測(cè)法該方法主要是通過(guò)利用電流互感線圈從變壓器的中性點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量獲取信號(hào),測(cè)量

7、的信號(hào)頻率通常能夠達(dá)到3 萬(wàn)kHz,從很大程度提高了局部放電的測(cè)量頻率。主要優(yōu)點(diǎn)是射頻檢測(cè)系統(tǒng)安裝方便,檢測(cè)設(shè)備不會(huì)改變變壓器的運(yùn)行方式;其缺點(diǎn)是由于射頻檢測(cè)只能對(duì)單一的信號(hào)進(jìn)行分辨,無(wú)法準(zhǔn)確的判斷三相變壓器局部放電信號(hào)的總和,因此,不適合三相變壓器的局部放電檢測(cè)。3.6 紅外熱像法該方法主要是通過(guò)紅外線測(cè)量?jī)x器對(duì)變壓器中局部放電時(shí)所產(chǎn)生的電熱能量轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)局部放電區(qū)域內(nèi)的溫度變化達(dá)到檢測(cè)的目的。主要優(yōu)點(diǎn)是紅外線儀器操作簡(jiǎn)便,并且測(cè)出的結(jié)果直觀準(zhǔn)確;其缺點(diǎn)是只能對(duì)變壓器表面的局部放電進(jìn)行檢測(cè),無(wú)法檢測(cè)到變壓器深處的故障,只適合定性測(cè)量,目前尚不能用于定量測(cè)量。3.7 超聲波檢測(cè)法這種方法主要測(cè)量的是變壓器局部放電時(shí)所產(chǎn)生的超聲波信號(hào)。通過(guò)利用安裝在變壓器油箱上的超聲傳感器對(duì)變壓器局部放電產(chǎn)生的超聲波進(jìn)行接收,并以此來(lái)確定變壓器局部放電的位置和大小。該方法可以同時(shí)適應(yīng)在線和離線檢測(cè),且檢測(cè)結(jié)果相同;其缺點(diǎn)是不能進(jìn)行