鄂电专家浅谈选择变压器局部放电带电检测技术应用研究

文章来源： 日期：2020-09-29

        随着我国智能电网快速建设与发展，EDFY95电压互感器负荷箱电网运行的可靠性和安全性逐步提高，电力变压器作为输变电关键设备之一，其运行状态直接影响到整个电网的稳定运行。目前，油纸复合绝缘是大型电力变压器通用的绝缘方式，其主要由绝缘油、绝缘纸板和其他固体绝缘材料等构成。油纸绝缘虽在设计时要求具有足够的电气强度和力学性能，但不可避免在生产制造、装备和运行过程中的偶发因素引起绝缘系统形成缺陷，进而导致设备出现故障。局部放电既是油纸绝缘缺陷故障产生的主要原因，又可作为绝缘劣化程度评估手段，因此对油浸式电力变压器开展局部放电检测，EDDDG-II智能型大电流试验装置获得放电点位置信息，将有助于提高设备现场运维效率与水平，进一步保证设备安全运行。
        1局部放电概述
        局部放电是指在相互绝缘两电极间发生的非贯穿性放电的现象，它是区别于绝缘介质完全击穿的一种常见电气设备故障。局部放电通常发生在绝缘介质局部电场畸变严重或电场强度较高，EDWS微量水分测定仪且介质绝缘强度较低绝缘介质的表面、内部或两种绝缘介质的交界面。电气设备中局部放电的产生是由于绝缘介质或者绝缘构件在制造过程中材质内部存在沙眼，气隙或油膜等瑕疵。同时，绝缘介质、绝缘构件几何外形设计不合理或电力设备超过额定电压运行也是发生局部放电的重要原因。
        1.1局部放电的机理及特点
        局部放电是指在绝缘介质电极间发生且未击穿整个绝缘介质的放电现象。EDJS8000抗干扰介损自动测试仪局部放电通常发生在绝缘介质局部电场畸变严重或电场强度较高，且介质绝缘强度较低的绝缘介质的表面、内部或两种绝缘介质的交界面。常见局部放电现象主要包括：绝缘介质内杂质的击穿；高场强条件下绝缘固体或液体介质内部的局部击穿；光滑金属表面的边缘，毛刺，附着颗粒物等部位由于局部场强过于集中造成的局部绝缘介质击穿的放电现象等。通过局部放电原理及试验室试验得出产生局部放电的条件主要有以下两点。
        （1）均匀强电场或稍不均匀电场条件下，ED2008A型全自动电容电感测试仪绝缘强度不够的绝缘介质内部或表面，如固体绝缘介质中的空腔，裂隙；液体、胶体（液溶胶）绝缘介质中的气泡，或不同绝缘介质间存在的弱绝缘强度介质。
        （2）不均匀电场或及不均匀电场条件下，在导体边缘、尖端等电场集中的部位或受损的绝缘介质表面，如带电金属构件边缘，尖角，毛刺，或直径过细的导线表面等。
        2局部放电带电检测方法分析
        目前各网省公司均已广泛开展针对不同类型输变电设备的带电检测或在线检测工作，ED5700绝缘子零值测试仪就局部放电带电检测而言比较成熟的方法有：超声波检测法、紫外线检测法、红外检测法、油色谱分析法，现就各种方法的原理及现场使用方法进行逐一分析。
        2.1超声波检测法
        当电气设备内部发生局部放电时，会伴随电气冲击、振动及声波。ED0104型单相继电保护测试仪超声波法通过在设备外壳外壁(或腔体外壳内侧)预装超声波传感器来测量局部放电信号。其优点是超声波传感器与电气设备无电回路的联系，与设备的运行状态无关，不受设备电气参数影响。缺点是现场设备复杂时易受周围设备机械振动及环境背景噪声影响。同时受超声信号在金属、陶瓷及橡胶制品中衰减较大影响，通常情况下超声波局部放电不宜进行长距离的局部放电点检测，但在短距离探测过程中其定位精度较高。
        2.2电力电缆高频脉冲电流法
        脉冲电流法是研究最早、应用最广泛的一种检测方法。ED2571接地电阻测试仪由于该方法测量信号频带较低，通常在几十到几十万赫兹范围内，易受背景干扰的影响，且该方法需要接高压试验电源，不便于电缆局部放电在线或带电检测。高频电流法采用高频电容传感器，将高频电容传感器传感器卡在运行电缆接地线上采集局部放电信号。安装方便，信号带宽可根据检测需要调整，可用于电缆局部放电的在线监测，北京电力公司在奥运保供电的应用中取得一些成果。但高频电容传感器仅适用于电缆外屏蔽层有接地线的情况，对于有完全屏蔽的电缆，高频电容传感器套在电缆本体外，ED0403-I型氧化锌避雷器带电测试仪难以检测到局部放电信号。
        2.3红外检测技术
        基于安全运转保护机制，常规的变电设备温度是无法直接测得，主要采取局部放电产生的热量变化进行分析，即局部放电产生的热量传导到设备外壳，但由于变电设备的内、外部结构较为复杂，热量传导的机制也较为复杂，所以红外检测技术的灵敏度并不高，准确性也有待人工参与分析；红外检测配合气体分析的方法，可以在一定程度上提高检测灵敏度，ED2678水内冷发电机绝缘电阻测试仪正常运转情况下六氟化硫气体的生成过程很慢，一旦出现局部放电，气体浓度会迅速上升。
        2.4高频电流检测法
        高频电流检测法是一种先进的带电检测技术。该技术与传统脉冲电流法的原理相似，均为非电接触式检测方法。在利用高频电流检测法进行局部放电检测时，有效应用高频罗氏线圈，发挥其测量阻抗的作用，然后获取耦合电路中的陡脉冲电流信号，ED-RGDC手持式三相电能表现场校验仪最终得到准确的局部放电结果。高频电流检测法的最大优势是等效阻抗小，可直接应用在接地扁铁或者试品接地线上，从而维护其他设备的正常运行，避免带电检测对电力系统运行造成其他不良影响。例如，在现实检测过程中，高频电流传感器能够接收到局部放电源发出的信号，并且通过带电监测仪器显示出来。
        3结束语
        在电力电缆局部放电带电检测方法中，ED0301H高压开关动特性测试仪高频电流法和电磁耦合法的传感器与测量回路间没有直接的电气连接，适用于电缆局部放电的在线监测。超声方法和声发射方法，可对电缆局部放电进行定位，但声信号与局部放电信号间定量的关系有待进一步研究，因而声测法作为一种辅助手段，用于电缆终端局部放电的带电检查和在线监测。超高频方法应用于电力电缆局部放电的监测，适合尺寸较小的电缆附件绝缘缺陷。振荡波方法产生的电源与交流电源等效性好，操作方便、易于携带，不会对电缆造成伤害，EDHCSF6气体回收净化充放装置但试验时被测电缆需退出运行，因而该方法是一种离线的局部放电的检测方法。