局部放电检测抗干扰分析

薛小斌

摘 要：局部放电（partial discharge，PD，局放），相当于某种绝缘介质被意外地击穿后产生的放电现象。它和我们了解的击穿或是闪络有所区别，局部放电或许是绝缘区域造成的微小击穿，也是绝缘劣化后的第一种表征。对局部放电信号进行检测，可以体现大型电力设备自身的绝缘状态。局放信号检测过程中，抗干扰才是首要处理的问题。本文简单地介绍了局部放电几种典型的检测方法，并对局放干扰提出具体的抵抗措施。

关键词：局部放电检测；抗干扰；消除

广义上的局放干扰，涵盖电流传感器对接检测系统造成的各种干扰，同时也包括接地、电线处理或是屏蔽等因素对整个检测系统带来的干扰。针对高压电器设备，局部放电是性能检测中必备的指标。为了增强局部放电的实际水平，必须要由抗干扰水平高、分析能力强以及放电定位准确作为要点。

一、电气设备局部放电检测方法

（1）脉冲电流法。脉冲电流法，属于早期局部放电的检测技术。操作步骤：计算出耦合电容侧下产生了何种耦合阻抗，结合电力设备原本的接地点或是中性点，利用Rogowski线圈来测定局部放电诱发的各种脉冲电流，从中了解放电量以及相位等。脉冲电流法，是典型的定量测量。（2）化学检测法。对局部放电信号进行检测，可以体现大型电力设备自身的绝缘状态。电气设备如果发生了局部放电，绝缘材料也将明显地裂化，并分解其他不同的气体。此时，我们可以对氢气、甲烷或是一氧化碳，同时包括乙烷、乙炔以及二氧化碳等气体的浓度和成分进行检测，可以判断电气设备是不是出现了局部放电。（3）射频检测法。射频检测法，多数情况下需要借助无线电接收器来直接地接受空间区域中释放的电磁波信号。从检测原理上看，它和我们的侦测电台设备是比较类似的。利用扫频甚至选频检测，完全能够判断和测定出电磁波信号，精准定位，对频率范围进行定图，从而判断有没有局放信号，信号的大小。（4）红外热像法。局放信号检测过程中，抗干扰才是首要的问题。红外热象法的基本原理：在局部放电的情况下，电气设备也会发热，利用红外检测仪可以检测出局部放电的温度，同时反映出局部放电的总体情况，达到检测局放信号之目标。（5）光测法。光测法有如下几种类型：紫外光检测法、荧光检测法以及荧光-超声波检测法等。紫外光检测法也能够再次地分解：一为功率检测法，二为成像检测法。利用光电联合检测而来的脉冲幅值或是放电重复率，均能够对电晕放电是否剧烈作出判断。（6）超声波检测法。超声波检测法的基本原理：局部放电时，设备会释放超声波信号，我们检测该种信号后可以判断出放电的特性。放电前，外周的电场应力、粒子力以及介质应力均比较平衡。局部放电出现后，电荷也会明显地释放迁移，放电点附近的电场、机械以及粒子力均会紊乱，从而陷入振荡变化。（7）特高频检测法。电力设备局部放电时，会释放频率不一样的电磁波。放电没有很大的间隙、时间也不是很长，电流脉冲同样也会带来更大的陡度。在设备中，这种电流脉冲释放的电磁波将近有几GHz。而特高频（UHF）检测法，可以直接检测出这种强烈的电磁信号，达到局部放电测定之目标。

二、局部放电在线监测干扰分为两类

（1）空间干扰：对局部放电进行测量时，高压电气设备会出现空间强电磁、悬浮电位两种不同的干扰。对高压电器设备来说，局部放电是性能检测中必备的指标。（2）线路耦合干扰：高压电气设备或是平行导线之间，电容、电磁耦合，或是利用公共阻抗耦合出现的干扰。也就是：电磁能量利用不同途径耦合造成的干扰。我们对局放信号进行檢测时，必须将抗干扰作为首要考虑的问题。

三、干扰的消除方法

（1）空间干扰消除方法。于在线监测仪器上的某个通道处连接天线，该装置有1个独立的门开关，在设定好的时间里，顺利地断开甚至是闭合，确保信号可以自如地通过，防止引起堵塞。对空间干扰信号进行接收，利用该信号来对其他通道上的开门关进行控制。如果干扰信号此时出现，开关门会立即断开，其他通道上的干扰信号也无法转入到数据处理单元中。如果干扰信号此时小时，那么开关门也会顺利接通，检测信号也会马上转入到处理单位中，并对放电信号进行检测。（2）线路耦合干扰消除方法。极性判别法，完全可以对线路上产生的耦合干扰进行消除。通过对装置本身的脉冲极性进行对比，判断试品到底会产生哪种类型的信号，并区别试验回路之外的其他干扰，图1。下图2，如果外部干扰从引线处并且和变压器之间进行对接，传输回路便能够穿过绕组匝间电容等部位，直接回馈到大地上，见图a、b。整个过程中的传输回路，均需借助铁心接地或者是零线接地刀等多个异样的放电点，建立起专业的回路，见图c。不管零线接地线又或者铁芯接地线，电流极性都不会有任何的变动。如果位于零线以及铁心接地线这两个位置上，变压器本身的电流极性也有明显的区别。干扰信号接收，需要与高频电流互感器来完成对接与安装，据此接受各种不同的空间干扰信号。监测单元内，能够一致屏蔽电流互感器已经接收完毕的干扰信号。

四、结语

本文简单地介绍了局部放电几种典型的检测方法。局部放电检测时，对放电量进行精准测量，消除外界干扰信号，才是真正处理问题的重点。在线检测中，对抗干扰技术进行探索，能够达到满意的监测效果。

参考文献：

[1]张文霞.脉冲电流法在局部放电测试中的应用[J].内蒙古电力技术，2010，28（2）：123-124.