电力变压器局部放电检测方法

朱淼淼

[摘 要]变压器是电力系统的重要组成部分。在电力系统的实际运行过程中，变压器的局部放电问题是引发变压器故障的主要因素。为了保证变压器的正常使用，需要结合适宜的检测方法对变压器的放电情况进行合理检测，并结合检测结果应用有针对性的处理措施。本文从变压器的局部放电检测原理入手，对电力变压器局部放电检测方法进行分析。

[关键词]电力变压器；局部放电；检测方法

中图分类号：TM41 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0397-01

1 前言

从以往电力系统的运行情况来看，以变压器为引发原因的故障概率相对较高。变压器故障的产生建立在局部放电现象的基础上。从这个角度来讲，为了避免电力企业经济损失的出现，应该提升对变压器局部放电现象的重视，通过检测工作的及时开展保证电力系统的正常运行。

2 变压器的局部放电检测原理

在电力变压器的运行过程中，当其产生局部放电现象时，该位置同时会产生光、超声波、电脉冲以及某些新的生成物，并伴随局部过热现象的出现。因此，变压器局部放电的检测原理为：将该现象发生时变压器产生的变化作为检测依据，利用能够对变化现象进行描述或者量化的物理量的应用将发生局部放电现象位置的实际状态表示出来，进而得到相应的处理措施。

3 电力变压器出现局部放电现象的原因以及危害分析

3.1 局部放电现象的原因

电力变压器出现局部放电现象主要是由于以下几种情况造成的：首先电力变压器的绝缘金属体在通常情况都可能会存在一些毛刺或者是尖角，在电场的强作用力下，电荷被集中在这些不平整的位置上，從而导致变压器出现局部放电的情况；其次，电力变压器的绝缘体会存在很多的杂质，比如说空气间隙，尤其是在变压器油隙、油道等位置的绝缘系数较低，但是当着这些地方的气泡比相邻绝缘材料承受的电场强度高时，就很容易导致气泡发生放电的情况；最后，电力变压器中的导电体连接不良的情况下也很容易出现放电。

3.2 局部放电产生的危害

电力变压器局部放电情况对变压器的绝缘设备的损坏并不是在短时期内就能够显现出来的，是需要经过一个长期而缓慢的过程，而且在大多数情况下，变压器的局部放电情况，并不会对绝缘体造成穿透性的伤害，而是会造成机电介质局部发生不同程度损害。电力变压器的局部放电情况，如果长时间存在，很可能会导致绝缘装置在某种特定情况下电气强度的下降和损坏，这对于电力变压器设备来说，尤其是高压电气设备来说存在很大的隐患。

4 电力变压器局部放电检测方法

就电力变压器而言，这里主要从以下两方面入手，对常见的局部放电检测方法进行分析：

4.1 非电测方面

4.1.1 超高频检测方法

这种检测方法的检测原理为：当电力变压器产生局部放电现象时，在正负电荷进行中和的同时，还会产生一个陡的电流脉冲，该脉冲会向变压器的其他位置辐射电磁波。超高频检测方法是基于该现象是否产生高频电磁波辐射实现检测目的的。这种检测方法对变压器所产生超高频电磁波信号的检测范围为300～3000MHz，而通常情况下，电力变压器所处位置存在的现场干扰频率低于400MHz，因此这种检测方法具有良好的抗电磁干扰特性。

4.1.2 脉冲电流检测方法

这种检测方法的检测原理为：电力变压器在发生局部放电现象时，相应位置会产生一定的脉冲电流。在电力变压器的检测回路加设电流互感器，利用该装置将变压器铁心接地线以及外壳接地线等相关位置的脉冲电流测定出来，并结合数字化信号处理系统的应用实现对变压器局部放电的信息进行判定。这种检测方法的优势在于，其离线检测的灵敏度相对较高。

4.2 电测方面

4.2.1 气象色谱检测方法

这种检测方法的应用原理为：当电力变压器的某个位置产生局部放电现象时，电压器本身的绝缘材料会被该现象分解，并产生一些气体。通过对所产生气体含量以及成分的确定，可以将电力变压器的局部故障问题确定出来并得出相应的处理措施。当局部放电现象产生之后，电力变压器绝缘材料产生的气体主要是乙炔和氢气。气相色谱法可以通过对这两种气体的检测实现对变压器存在问题的确定。相对于其他检测方法而言，气相色谱法的劣势表现在以下几方面：

气相色谱法对绝缘材料变化产生的所有气体都具有较强的敏感性，因此，运用这种检测方法进行检测可以获得的检测精度相对较低。

该方法对变压器绝缘材料变化产生气体的分析需要花费较长的时间，因此这种方法只能将电力变压器的早期潜伏性故障判断出来，而无法对变压器的突发故障进行判断。除此之外，气相色谱法同样存在一些优势，其优势主要表现在对绝缘材料产生气体的自动识别、抗电气干扰性较好以及检测成本较少等方面。

4.2.2 超声波检测方法

这种检测方法是指，将超声传感器加设在电力变压器油箱壁位置，利用该设备对变压器使用过程中产生的内部局放超声波进行接收，进而将电力变压器的局部放电位置和放电大小确定出来。这种检测方法的应用劣势在于：电力变压器本身的绝缘结构相对复杂，不同声介质会对声速及声波产生不同的影响，且超声波传感器抗电磁干扰能力相对较差，这种检测方法的灵敏度相对较低。除此之外，这种检测方法的应用优势在于，其能够将电力变压器的局部放电位置较为准确地判断出来，且抗电气干扰能力较好。

4.2.3 红外热像检测方法

这种检测方法的应用原理为：当电力变压器出现局部放电现象时，产生该现象位置的温度会发生变化。因此，红外热像法是通过对变压器内部局部放电位置表面温度升高变化的监测，实现对该现象引发电能量变换的了解。与其他检测方法相比，红外热像法的优势在于，其可以实现变压器局部放电检测的量化，但该方法的应用难度相对较高。

5 结束语

总之，能够被应用在电力变压器局部放电检测过程中的方法主要包含超声波检测法、红外热像检测方法、超高频检测方法等。这些方法对放电现象的检测原理不同，且各自存在相应的优势和劣势。为了保证电力变压器局部放电现象的有效检测，可以根据实际的检测基础条件选择适宜的检测方法。

参考文献

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