油浸式电力变压器内局部放电定位的研究背景与意义

王建慧，王珍珍，丁利亚，王建楠，辛晓虎

（1．国网天津市电力公司，天津300010；2．国网商丘夏邑供电局，河南 商丘476000）

1 概 述

随着国民经济的快速发展，电力行业已经进入了一个崭新的发展阶段。现代社会对电力供应的可靠性要求越来越高，电网安全已经成为国家安全的重要组成部分。电力系统电压等级和装机容量的不断增加对电力设备的绝缘性和稳定性提出了更高的要求。图1显示了2006～2010年电网故障的次数与原因［1］。其中，约40%的电网事故是由电力设备故障引起的，而电力变压器是电力系统的重要组成部分［2，3］。内部的绝缘缺陷是导致电力变压器故障的主要原因，而局部放电的检测能够反映设备的绝缘状况。对局部放电的检测也是在线智能监测设备的主要功能要求。

图1 近年国家电网事故次数与原因

2 局部放电定位方法综述

局部放电是指绝缘结构中由于电场分布不均匀、局部电场过高而导致的绝缘介质中局部范围内的放电或击穿现象。由于大型变压器内部结构复杂，当设计不当或者长期运行出现变形等缺陷时，容易造成局部场强过高发生局部放电。局部放电逐渐发展，最终造成绝缘系统的损坏，变压器出现故障。

目前，IEC和一些国家制定了相应的测量标准来评定局部放电，建立了多种描述局部放电强弱的参数，如视在放电电荷量、放电能量等［4］。但这些参数只能对电气设备绝缘进行总体评估。同时，监测得到的局部放电参数，受局部放电源所处设备内的位置影响很大，单就这些测量参数还难以准确判断设备的绝缘状况并制定维修策略。尤其电力变压器的结构复杂，在电力系统中地位非常关键，因而对其在线实行快速准确的局部放电定位非常重要。

当变压器内部存在缺陷时，在这些地方的电场会发生畸变引起绝缘介质的局部击穿，产生局部放电。例如高压绕组中部导线和垫块的缝隙中、导线和撑条的缝隙中由于制作原因而残留的气泡；油在电场作用下分解产生气泡；外皮破裂的裸露导线；不当维修引入的导电颗粒等。伴随局部放电的发生会产生电、声、光、温度和气体等各种物理和化学现象，通过对这些现象的检测和分析，传统定位方法有电气定位法、超声定位法、电－声定位法等。随着数字信号处理技术的发展及各种硬件采集系统的完善，出现了许多新兴的定位方法，如光定位、热定位、超高频定位法、应用阵列技术的定位方法等［5］。

3 结 论

本文简要分析了局部放电产生的原因，以及现存的检测方法，指出了变压器中局部放电定位的重要作用。目前，国内外现存的局部放电定位方法有电气定位法、超声定位法、电－声定位法等，还有一些新兴的定位方法，如光定位、热定位、超高频定位法、应用阵列技术的定位方法等。

［1］ 孙建锋，葛 睿，郑 力，等．2010年国家电网安全运行情况分析［J］．中国电力，2011，44（5）：1－4．

［2］ 王梦云．2004年度110 kV及以上变压器事故统计分析［J］．电力设备，2005，6（11）：31－37．

［3］ 王梦云．2005年度110（66）kV及以上变压器事故与缺陷统计分析［J］．电力设备，2006，7（11）：99－102．

［4］ 李军浩，司文荣，王 颂，等．电力变压器局部放电定位方法的现状及发展［J］．变压器，2007，44（6）：40－44．

［5］ 辛晓虎，李继胜，纪海英，等．用于变压器中局部放电定位的十字形超声阵列传感器研究［J］．中国电机工程学报，2013，33（21）：154－162．