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变压器局部放电是什么,如何检测?

2019.11.07

局部放电主要是变压器、互感器以及其他一些高压电气设备在高电压的作用下,其内部绝缘发生的放电。这种放电只存在于绝缘的局部位置,不会马上形成整个绝缘贯通性击穿或闪络,所以称为局部放电。局部放电量很微弱,靠人的直觉感觉,如眼观耳听是察觉不到的,只有灵敏度很高的局部放电测量仪器才能把它检测到。

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局部放电检测的作用主要是通过对变压进行试验检测,检验内部绝缘结构的最大负荷量,在安全标的有效范围内,施加符台技术要求和安全指标的试验电压,从而做到电力变压器局部放电的技术诊断。

 

一、局部放电的危害及主要放电形式

 

1.局部放电的危害

 

局部放电对绝缘设备的破坏要经过长期、缓慢的发展过程才能显现。局部放电时间虽短,能量也很小,但具有很大的危害性,它的长期存在对绝缘材料将产生较大的破坏作用,一是使邻近局部放电的绝缘材料,受到放电质点的直接轰击造成局部绝缘的损坏,二是由放电产生的热、臭氧、氧化氮等活性气体的化学作用,使局部绝缘受到腐蚀老化,电导增加,最终导致热击穿。运行中的变压器,内部绝缘的老化及破坏,多是从局部放电开始。

 

2.局部放电的表现形式

 

局部放电的表现形式可分为三类:第一类是火花放电,属于脉冲型放电,主要包括似流注火花放电和汤逊型火花放电;第二类是辉光放电,属于非脉冲型放电;第三类为亚辉光放电,具有离散脉冲,但幅度比较微小,属于前两类的过渡形式。

 

 

为防止局部放电的发生,制造单位应对变压器进行合理的结构设计;精心施工,提高材料纯净度,严格处理各个环节的质量。运行单位应加强变压器维护、监测等工作,以有效地防止变压器局部放电的发生。

 

二、变压器局部放电检测方法

 

变压器局部放电的检测方法主要是以局部放电时所产生的各种现象为依据,产生局部放电的过程中经常会出现电脉冲、超声波、电磁辐射、气体生成物、光和热能等,根据上述的这些现象也相应的出现了多种检测方法,下面先容几种目前比较常见的局部放电检测方法。

 

1. 脉冲电流检测法

 

这种方法是目前国内使用较为广泛的变压器局部放电检测方法,其主要是通过电流传感器检测变压器各接地线以及绕组中产生局部放电时引起的脉冲电流,并以此获得视在放电量。电流传感器一般由罗氏线圈制成。主要优点是检测灵敏度较高、抗电磁干扰能力强、脉冲分辨率高等;缺点是测试频率较低、信息量少。

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2.化学检测法

 

化学检测法又被称为气相色谱法。变压器出现局部放电时,会导致绝缘材料被分解破坏,在这一过程中会出现新的生成物,通过对这些生成物的成分和浓度进行检测,能够有效的判断出局部放电的状态。这种方法的优点是抗电磁干扰较强,基本上能够达到不受电磁干扰的程度,也比较经济便捷,还具有自动识别功能;但该检测方法也存在一些缺点:由于生成物的产生过程时间较长,故此延长了检测周期,只能发现早期故障,无法检测突发故障,并且该方法只能进行定性分析,无法实现定量判断。另外现在使用的气体传感器对检测到的所有气体都较为敏感,致使检测的准确性不是很高。

 

3.光测法

 

由于局部放电会产生光辐射,光测法主要是针对局部放电时产生的光辐射进行检测。通常情况下变压器油中发生放电时所产生的光波长度均不相同,试验结果表明光波的长度一般在500nm~700nm 这一区间范围,当光电发生转换后,根据光电流的特性,能够对局部放电进行识别。

  

4. 超高频检测法

 

变压器在发生局部放电时都会出现正负电荷中和的现象,并且伴随这一现象都会形成一个陡的电流脉冲向周围辐射电磁波。

 

该方法主要是通过对变压器内部产生局部放电时所发射的超高频电磁波进行接收,从而达到对局部放电的定位和检测。这种检测方法的主要优点是测量频率比较高、检测频率范围可以调节、抗电磁波干扰性能强、灵敏度较高等。

 

5. 射频检测法

 

该方法主要是通过利用电流互感线圈从变压器的中性点进行测量获取信号,测量的信号频率通常能够达到3 kHz,从很大程度提高了局部放电的测量频率。主要优点是射频检测系统安装方便,检测设备不会改变变压器的运行方式;其缺点是由于射频检测只能对单一的信号进行分辨,无法准确的判断三相变压器局部放电信号的总和,因此,不适合三相变压器的局部放电检测。

 

6.红外热像法

 

该方法主要是通过红外线测量仪器对变压器中局部放电时所产生的电热能量转换来实现检测局部放电区域内的温度变化达到检测的目的。主要优点是红外线仪器操作简便,并且测出的结果直观准确;其缺点是只能对变压器表面的局部放电进行检测,无法检测到变压器深处的故障,只适合定性测量,目前尚不能用于定量测量。

 

7.超声波检测法

 

这种方法主要测量的是变压器局部放电时所产生的超声波信号。通过利用安装在变压器油箱上的超声传感器对变压器局部放电产生的超声波进行接收,并以此来确定变压器局部放电的位置和大小。该方法可以同时适应在线和离线检测,且检测结果相同;其缺点是不能进行定量判断,只能作为辅助测量。

 

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局部放电检测的最终目的是实现对电力变压器安全性能的更好保障,随着电力行业的计算机技术和数字信号处理技术的不断提高,局部放电检测能够给电力变压的整体性能改和更新换代提供充分的数据保证,在未来会得到更广泛的应用。

 


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