超高频局部放电检测发现变压器疑似放电现象

盛敏超，连志鹏

（国网九江供电公司，江西九江 332000）

0 引言

电力变压器是电力系统中的重要设备之一，其绝缘状况的好坏直接影响着电力系统的安全运行。随着电力系统的发展和电压等级的提高，局部放电已经成为电力变压器绝缘劣化的主要原因之一，因而局部放电的检测与评价也就成为变压器绝缘状况检测的重要手段。无论是研究机构、制造厂商，还是电力系统，都越来越关心局部放电检测技术的发展，并广泛的把局部放电检测作为变压器绝缘质量监控的重要指标。由于人们非常关注电力变压器运行的安全问题，所以对其局部放电机理和检测方法进行了大量的研究。

局部放电过程中会产生电脉冲、电磁波、超声波、光、局部过热、和化学反应（气体生成物）等现象。局部放电的检测以局部放电所产生的各种现象为依据，通过能描述该现象的物理量来表征局部放电的状态。则相应的就出现了电脉冲检测法、电磁波检测法（超高频法）、超声波检测法、光检测法、和气相色谱检测法等多种检测方法。

超高频检测法是通过检测变压器局部放电的超高频电磁波信号来获得局部放电信息。在变压器局部放电测量时，现场干扰信号的频谱范围一般小于300MHz，且在传播过程中衰减很大，若检测局部放电产生的数百MHz以上的电磁波信号，则可有效避开电晕等干扰，大大提高信噪比。正是由于超高频法的特点及变压器箱体的屏蔽效果，使其测量变压器的抗干扰能力优于目前传统局部放电检测法，利于变压器局部放电的带电检测。

九江供电公司电气试验一班使用的是北京国电迪扬代理的PDS100仪器。PDS100是一款手持式，电池供电的用于变电站局放测试的仪器。仪器采用无线电频率扫描测试技术，其非侵入式的、在线测试因局放产生的声音信号。PDS100设计用于检测来自于变电站设备的局放信号。PDS100可用于任何变电站而不必接触带电部位。

1 案例描述

年度检修对市中220 kV变电站进行全站非接触超高频局放巡检测试。检测人员在使用非接触超高频（UHF）方法检测过程中发现220 kV2号主变场区测试点，频域扫描模式下50 MHz-1 000 MHz频段测试曲线相对变电站背景信号有一个很宽频带的信号提升。在2号主变临近的1号主变场区，以及2号主变220 kV出口避雷器处选取测试点，频域扫描测试曲线相对背景信号的提升明显减弱，时域模式也未见明显放电特征信号，确认了放电信号来自2号主变本体。在2号主变本体周围选取测试点，发现在10 kV出现位置，频域测试曲线相对背景信号提升达到最大值，时域模式下多个频段均监测到明显放电信号。

2 检测分析方法

现场在距离变电站内设备约30 m处，采集50 MHz-1000 MHz各频段信号强度形成基线轨迹图谱（背景信号）作为比对标准。随后在被试设备处再次观测50 MHz-1000 MHz各频段信号强度，并与基线轨迹图谱进行对比，观察两者的偏差。在两者幅值偏差较大的频段切换到时域模式下，观察该频段是否有典型放电特征信号。

在完成频域背景信号（图1中红色曲线）采集后，将背景信号设置为对比基线，然后再次启动频域扫描模式，按照既定巡视路线对全站高压一次设备进行巡视。

图1 市中220 k V变电站背景信号频域测试曲线

当巡视至220 kV2号主变位置时，发现频域测试曲线相对基线有明显提升。随后以2号主变为中心，在临近间隔选取测试点采集频域信号进行对比，发现临近1号主变场区、2号主变220 kV出口避雷器处频域信号的提升现象均有所减弱（如图2、3所示），时域模式下也未见明显放电特征信号（如图4所示）。

图2 1号主变频域测试曲线（红：基线，绿：1号主变处信号）

图3 2号主变220 k V出口避雷器处频域测试曲线（红：基线，绿：出口避雷器处信号）

图4 1号主变时域测试曲线

确认信号源来自2号主变本体后，在2号主变周围选取测试点，220 kV位置信号提升现象较弱，110 kV位置提升现象有所增强，在10 kV位置，频域测试曲线相对背景信号提升达到最大值（图5），且时域模式下多个频段均监测到明显放电特征信号（图6）。

图5 2号主变220、110、10 kV侧频域对比测试曲线（红：基线绿：220 黑：110 蓝：10）

图6 2号主变10kV侧中心频率分别为400MHz.、450MHz、500MHz、550MHz、600MHz、时800MHz，带宽6MHz时域信号测试曲线

由此可以判断放电位置在2号主变10 kV侧附近，具体放电位置还需通过其他检测手段精确定位。

3 结束语

1）非接触超高频局放测试技术应用于变电站高压一次设备巡检，能够对各种类型的设备进行全面检测。采用手持式终端，检测过程中测试人员按照预先设定的合理巡视路线对全站设备辐射的信号进行检测，相对其他检测手段极大地提高了测试效率，能够从大范围巡视区域中快速检测出存在疑似放电现象的设备。

2）非接触超高频局放测试技术在定位精度上存在不足，特别是当设备布置紧凑，只能判定信号源的大致区域，对于故障诊断而言能够提供的信息明显不足。因此在实际操作中需要配合其他多种检测手段，针对信号源进一步精确定位。