电力变压器局部放电带电检测与定位技术研究

罗威

摘 要 电力变压器对于电网的影响力不言而喻，在变电器长期的运行过程中，设备终将老化出现各种问题，由于绝缘强度的高低会加大用电安全事风险，对该问题进行分析发现主要是由于局部放电带电导致变压器绝缘劣化，为此国内外涌现很多带电检测及定位技术，在实际应用过程中，要根据电力系统运行维护需要和质量管控目标，保障电力电网稳定运行。基于此，本文主要分析了电力变压器局部放电带电检测与定位技术。

关键词 电力变压器;局部放电带电;带电检测;定位技术

引言

伴随电力设备电压等级的不断提高，这对电力设备运行可靠性提出了更加严格的要求;针对局部放电带电而言，其作为一种对设备绝缘状态进行评估的重要指标，已得到了广泛应用。伴随信息技术的越发成熟，基于数字化背景下的局部放电带电测试系统的作用、优势越发凸显。局部放电带电检测技术在先进技术的驱动下，会得到更好的发展。

1局部放电带电检测技术

（1）特高频局部放电带电检测。选择使用特高频法对变压器局部放电带电进行带电检测，主要就是以局部放电带电时出现的电磁波，使用特高频传感器接受电磁波信号，并对接受得到的电磁波信号进行分析，从而实现对局部放电带电源、缺陷类型、异常信号等精准检测。该种检测方法在对GIS设备进行检测时，检测灵敏度相对较高，对于低频电波也有着较强的抗干扰能力。在现场对GIS设备进行检测时，可选择使用该方法进行带电检测。按照带电检测传感器位置的不同，可分为外置传感器与内置传感器。对于内置传感器有锥形传感器与平板式传感器，在进行在线监测时，内置传感器的使用效果较好，可取得较好的检测灵敏度，抗干扰效果也较强，但是最大的不足之处就是安装与制作的成本相对较高。选择使用外置传感器进行检测时，虽然成本较低，但是周边的环境会对整个检测带来较大的影响，特别是在进行缺陷判断时，带来的干扰较大。在现场使用该检测技术时，按照检测频率的不同，可分为窄频监测与宽频检测两种，在进行现场检测时，可选择使用窄频监测与宽频检测相结合的方式，具体操作时，可首先使用宽频检测技术对GIS设备开展普测，如果有异常信号，则选择使用窄频检测进行二次检测。

（2）超声波局部放电带电检测。声波和冲击振动波一般也会伴随着局部放电带电现象发生出现在设备中。用于检测超声波的传感器大都装在壳体的外部接收局放产生的信号。此方法的最大优点是用来接收信号的传感器与电力设备的任何回路都无关，所以没有所谓的电磁信号干扰，但会在现场使用时受到外界环境的影响。超声波信号在向远方传播的过程中强度有很多衰减，尤其在绝缘材料中更为明显。但是，超声波信号在故障定位方面却有着较高的准确度。

如果声波的频率和类型不尽相同，那么在温度不一样的情况下，通过不同介质进行传播时，传播的速率也会有较大差异。纵波的传播速度约是横波的2倍，且随着频率的增高，传播速度也会增加。但是，在矿物油中是个例外，传播速率反而会在温度升高的情况下有所降低;在气体介质中的传播速度往往比在固体介质中小得多。同时，声波在任何介质中传播，其能量都会存在一定程度的衰减。

（3）SF6气体成分分析技术。变压器中包含的SF6气体较多，同时，变压器中绝缘材料在局部放电带电的影响下，会和少量水分出现反应产生较多的分解物。相关研究发现，在变压器出现放电情况时，放电的类型、强度的不同，产生的分解物也有着较大的不同。因此，可根据SF6分解产物的不同，实现对设备缺陷类型的判定。选择使用SF6气体成分分析方法时，若变压器属于内部放电检测时，整体的灵敏度偏低，因此，相对于前两种检测方式，使用的次数相对偏少。但是在部分情况下，选择这种方法时要以上述两种方法进行有效补充[1]。

2电力变压器局部放电带电定位技术

（1）超高频定位法。超高频电磁信号抗干扰性较强，因而可以根据局部放电带电时产生的产生超高频电磁信号迅速确定局部放电带电位置，但是变压器时有多种电子配件和元件组成，大部分都为金属结构，这会影响超高频电磁信号的穿透效果，因而超高频电磁信号会根据电子变压器内部金属构造产生一定的几何绕射轨迹，对局部放电带电位置准确定位。

（2）超声波定位法。超声波信号和电脉冲信号间会有延时反应，在变压器的某处设置参考传感器，放电信号在此传感器和其他处的传感器间传递会有一个时差，将此时差代入双曲面法计算公式中可得出大致的放电位置，在此过程中必须要特别注意时间差、算法和等值声速对定位结果准确性的影响，可采用声速变量、增加探头的方式逐渐缩小放电位置并最终精确定位[2]。

（3）电气定位法。对局部放电带电过程中产生的电脉冲在绝缘介质中传播时的波形、信号能量的变化等信息建立相关的传递函数来进行分析研究，从而定位局部放电带电空间位置。主要有行波法，利用波的时延特性，根据行波延迟时间计算出距离，找出局部放电带电的点位;极性法，检测变压器绕组不同端子上的局部放电带电信号的极性，找到局部放电带电源可能存在区域;起始电压法，根据绕组长度、绕组两端电位、放电点电压为、起始放电电压等，依据一定的公式计算出放电位置。

（4）局部放电带电检测联合定位法。以上检测方法各有优劣，光学法只能定位小范围内的放电位置，特高频具有信号具有干扰小、反应灵敏的优点，阵列传感器可多点定位，为保证定位结果的准确性，并考虑到技术成本和可操作性，实际进行局部放电带电定位检测时经常采用多种方法协同合作，例如超高频与超声波法的配合，超高频與光学法的配合，这类定位法统称为联合定位法，采用此法时要考虑到变压器局部放电带电的复杂性，将两种定位法合理融合，并注意提升各环节中的综合操控能力，从而发挥加倍的联合应用效果。

3结束语

综上分析，全面提升变压器局部放电带电检测效果非常关键，但是从当前变压器局部放电带电检测情况来看，在很多方面仍旧有着较大的提升空间，因此，这就需要在进行变压器检测时，全面掌握变压器局部放电带电检测技术要点，结合变压器使用需求，采取针对性的措施，全面提升带电检测实效。

参考文献

[1] 郝海燕.非接触式带电检测技术在GIS局部放电带电检测中的应用比较[J].电子制作，2019（22）：21-22，39.

[2] 张杰，付泉泳，袁野.变压器局部放电带电检测技术应用研究[J].变压器，2018，55（8）：66-71.