電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)局部放電是導(dǎo)致電力變壓器絕緣劣化的重要原因之一，自20世紀(jì)中期起，人們就開(kāi)始對(duì)局部放電作了較深入的研究，并取得了很大的進(jìn)展。

引言通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)表明：局部放電試驗(yàn)是能成功地檢測(cè)絕緣中微小缺陷的有效方法之一，也是考核變壓器能否在工作電壓下長(zhǎng)期安全運(yùn)行的最有效的方法，因而在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)中得到廣泛的應(yīng)用。

引言

引言

為了提高變壓器的產(chǎn)品質(zhì)量，必須對(duì)變壓器局部放電實(shí)施在線監(jiān)測(cè)并及時(shí)報(bào)警，這對(duì)預(yù)防重大事故的發(fā)生、保障變壓器穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義引言

對(duì)運(yùn)行中的電力變壓器進(jìn)行局部放電監(jiān)測(cè)，在線分析處理相關(guān)數(shù)據(jù)，以期對(duì)變壓器進(jìn)行絕緣診斷，必要時(shí)提供報(bào)警。局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，系根據(jù)超聲波原理將高頻聲波傳感器放在油箱外部，測(cè)取局部放電或電弧放電所產(chǎn)生的的暫態(tài)聲波信號(hào)。

引言

局部放電在線監(jiān)測(cè)采用高性能傳感器，例如，坡莫合金或鐵氧體磁芯的電流電壓轉(zhuǎn)換型傳感器，因?yàn)檫@種傳感器可將傳感信號(hào)與變壓器一次側(cè)有效隔離。

引言根據(jù)國(guó)內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，變壓器若出現(xiàn)幾千pC的局部放電量，仍然可以繼續(xù)運(yùn)行。但如果局部放電量達(dá)到10000pC以上時(shí)，則表明變壓器絕緣的缺陷已經(jīng)十分嚴(yán)重。從變壓器內(nèi)部出現(xiàn)局部放電到絕緣擊穿，有一個(gè)演變過(guò)程。

引言

對(duì)局部放電監(jiān)測(cè)的閾值報(bào)警和視在放電量的歷史數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢(shì)的分析，可以判斷變壓器內(nèi)部的絕緣狀況。閾值報(bào)警就是當(dāng)高頻信號(hào)的幅值和每周期脈沖個(gè)數(shù)達(dá)到設(shè)定的閾值，以及脈沖波形達(dá)到脈沖寬度和頻度時(shí)，由局部放電監(jiān)測(cè)裝置自動(dòng)發(fā)出的閾值報(bào)警信號(hào)。

引言局部放電機(jī)理

局部放電又稱游離，也就是靜電荷流動(dòng)的意思。局部放電是電介質(zhì)中的一部分原子或分子產(chǎn)生電離和去電離的運(yùn)動(dòng)形式。電離是從外施電場(chǎng)中吸取能量，生成正、負(fù)電荷，并使電荷運(yùn)動(dòng)。去電離是正、負(fù)電荷中和，釋放能量，生成新的原子和分子。該過(guò)程會(huì)產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間非常短的脈沖電流，發(fā)射電磁波，相應(yīng)地會(huì)在電介質(zhì)中出現(xiàn)發(fā)熱、發(fā)光和振動(dòng)（聲波和超聲波）等物理現(xiàn)象。局部放電機(jī)理

由于電壓和電流作用于電介質(zhì)時(shí)可能引起局部放電，所以局部放電可以分為電場(chǎng)型放電和電流型放電。形成電場(chǎng)型局部放電的基本條件：作用在電介質(zhì)上的電場(chǎng)強(qiáng)度，超過(guò)該電介質(zhì)的耐受電場(chǎng)強(qiáng)度。形成電流型局部放電的基本條件：受到外力（電動(dòng)力或機(jī)械力）的作用，導(dǎo)體中的電流被迫進(jìn)入電介質(zhì)。局部放電機(jī)理變壓器中的局部放電主要有氣隙放電、懸浮放電、夾層放電、尖端放電和“驅(qū)流”放電5種

局部放電的種類

氣隙放電：又稱氣泡放電，變壓器中的氣泡主要以少數(shù)分子聚集成微小氣泡為主懸浮于油中，所以產(chǎn)生局部放電的氣泡是相對(duì)靜止的。主要以2種形式存在于變壓器中：一種是密封于固體內(nèi)的氣泡；另一種是油和固體（固體絕緣或金屬）包圍的氣泡氣隙放電

在變壓器油中，由于氣體的介電常數(shù)遠(yuǎn)小于油的介電常數(shù)，而電場(chǎng)強(qiáng)度與介電常數(shù)成反比，所以氣體中的電場(chǎng)強(qiáng)度比油中的大很多。而氣泡放電量與電場(chǎng)強(qiáng)度密切相關(guān)，因此氣泡就更加容易放電。氣隙放電在做局部放電試驗(yàn)時(shí)，必須將視在發(fā)電量控制在規(guī)定范圍內(nèi)，不然就會(huì)轉(zhuǎn)換成破壞性的氣泡放電，從而使介質(zhì)受損，而且放電的電解作用會(huì)使絕緣加速氧化，并腐蝕絕緣，從而降低變壓器的使用壽命氣隙放電懸浮放電

對(duì)于變壓器內(nèi)部不固定電位的導(dǎo)體稱為懸浮體，由它引起的放電稱為懸浮放電。導(dǎo)致懸浮放電必須具備2個(gè)基本條件：一是懸浮導(dǎo)體處于電場(chǎng)中，根據(jù)電容分壓機(jī)理，必須取得一定的電位并能積蓄一定的能量。二是由于懸浮導(dǎo)體引起電場(chǎng)畸變作用，使局部絕緣的作用電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)其耐受電場(chǎng)強(qiáng)度。

變壓器在運(yùn)行中，由于受力而引起部件松動(dòng)、脫落，很容易引起懸浮放電。所以在變壓器固定器件的小支板與螺栓連接處的夾件上不需要涂漆，避免金屬連接件接觸不良而導(dǎo)致懸浮放電，影響變壓器正常運(yùn)行懸浮放電夾層放電

變壓器絕緣結(jié)構(gòu)中有許多夾層，夾層有集積水分或其他極性分子的作用，該現(xiàn)象被稱為夾層效應(yīng)。由夾層效應(yīng)引起的局部放電，簡(jiǎn)稱夾層放電。

當(dāng)發(fā)生夾層放電后，會(huì)出現(xiàn)線匝絕緣間、段間絕緣間貫穿性放電、低壓繞組引線夾表面貫穿性放電、沿圍屏貫穿性樹(shù)枝狀放電和沿紙板非貫穿性樹(shù)枝狀放電，如圖1所示。做夾層試驗(yàn)時(shí)候，必須確保只處于非貫穿性樹(shù)枝狀放電。夾層放電夾層三放電尖端三放電尖端三是尖形三電極的簡(jiǎn)三稱，三位于三電場(chǎng)三中的三尖端三，不三論其三本身三的電三位高三低，三包括三處于三地電三位，三都會(huì)三引起三電場(chǎng)三畸變?nèi)谷舛巳浇碾娙龍?chǎng)強(qiáng)三度增三大，三該作三用被三稱為尖端三效應(yīng)。由三尖端三效應(yīng)三引起三的局三部放三電，三簡(jiǎn)稱三尖端三放電該放三電能三深入三到絕三緣紙三板的三層間三和深三處，三最終三導(dǎo)致變壓三器被三擊穿。設(shè)三計(jì)制三造時(shí)三，廠三家把三尖端三圓形三化或三加均壓三罩，其三目的三就是三為了三防止三尖端三放電三。尖端三放電“驅(qū)三流”三放電“驅(qū)三流”三放電三是電流三型放三電，是三電流三從導(dǎo)三體被三驅(qū)逐三到電三介質(zhì)三中的三一種三物理三現(xiàn)象三，平三常使三用的三電焊三，其三原理三和“三驅(qū)流三”放三電的三原理三相同三。雖三然該三放電三的幾三率比三較小三，但三是由三于“三驅(qū)流三”放三電造三成的三影響三非常三大，三因此三同樣三不能三忽視局部三放電三定位局部三放電三定位三是根三據(jù)局三部放三電過(guò)三程中三產(chǎn)生三的電磁三波、三聲、三光、三熱和化學(xué)三變化等現(xiàn)三象來(lái)三實(shí)現(xiàn)三定位三，其三定位三方法三有超聲三波定三位、電氣三定位三、電-聲聯(lián)三合定三位、三光定三位和熱定三位等。三目前三國(guó)內(nèi)三外主三要以超聲三波定三位、三電氣三定位三和電-聲聯(lián)三合定三位方三法為主三。超聲三波定三位超聲三波定三位主三要是三根據(jù)三在局三部放三電過(guò)三程中三產(chǎn)生三的超三聲波三傳播三的方向和時(shí)間來(lái)確三定放電三位置的。三包括電-聲定三位和聲-聲定三位，當(dāng)三發(fā)生三局部三放電三時(shí)，三由于三超聲三波通三過(guò)不三同介三質(zhì)向三外傳三播，三到達(dá)三油箱三壁的三時(shí)間三就不三同，三在變?nèi)龎浩魅拖淙鈿と惭b三多個(gè)三超聲三波傳三感器三，由于三空間位置三不同，檢三測(cè)到三局部三放電三產(chǎn)生三的超三聲波三信號(hào)時(shí)間三不同，通三過(guò)測(cè)三量超三聲波三傳播三的延三時(shí)時(shí)三間就三能確三定局三部放三電源三的空三間位三置。超聲三波定三位電氣三定位三可以三分為幾何三定位三法和基于三模型三分析三法。當(dāng)三變壓三器發(fā)三生局三部放三電時(shí)三，產(chǎn)三生的三放電三脈沖三沿繞三組傳三播到三達(dá)測(cè)三量端三，該三放電三脈沖三包含三了放三電特三性和三局部三放電三定位三所需三的有三用信三息，三通過(guò)三對(duì)放三電脈三沖進(jìn)三行分三析，三可以三確定三局部三放電三源的三空間三位置。電氣三定位雖然三目前三適用三于糾三結(jié)式三繞組三，但三是它三的精三度非三常高三，定三位精三度可三以達(dá)三到不三大于三繞組三長(zhǎng)度三的2%電氣三定位電-聲聯(lián)三合定三位法電-聲聯(lián)三合定三位法三主要三在電-聲聯(lián)三合檢三測(cè)法三的基三礎(chǔ)上三利用三超聲三波在變壓三器油和箱壁中的三傳播三速度三低于三電信三號(hào)傳三播速三度的三特點(diǎn)三來(lái)實(shí)三現(xiàn)定三位。當(dāng)變?nèi)龎浩魅齼?nèi)部三發(fā)生三局部三放電三時(shí)，三速度三較快三的電三信號(hào)三先觸三發(fā)監(jiān)三測(cè)器三，監(jiān)三測(cè)器三再根三據(jù)隨三后超三聲信三號(hào)到三達(dá)的三時(shí)差三大小三，推三測(cè)變?nèi)龎浩魅齼?nèi)部三局部三放電三的位三置。電-聲聯(lián)三合定三位法局部三放電三在線三檢測(cè)三方法局部三放電三檢測(cè)三是以三發(fā)生三局部三放電三時(shí)產(chǎn)三生的電、光等現(xiàn)三象為三依據(jù)三來(lái)判三斷局三部放三電的三狀態(tài)三。目三前有脈沖三電流三法、超聲三波檢三測(cè)法、氣相三色譜三檢測(cè)三法、超高三頻檢三測(cè)法、電磁三波檢三測(cè)法三、光三檢測(cè)三法、三紅外三熱像三法、三射頻三檢測(cè)三法等多三種檢三測(cè)方三法。脈沖三電流三法脈沖三電流三法主三要通三過(guò)檢測(cè)三阻抗來(lái)檢三測(cè)變?nèi)龎浩魈坠苋┒巳拥厝€、外殼三接地三線、中性三點(diǎn)接三地線、鐵心三接地三線以及三繞組三中由三于局部三放電引起三的脈沖三電流，獲三得一三些基三本放三電量三。該檢三測(cè)方三法靈敏三度會(huì)隨三著試三品電三容的三增加三而下降，而三且易受三外界三干擾三噪聲（f＜10三M三Hz）的三影響三，抗干三擾能三力差，因三此無(wú)三法有三效應(yīng)三用于三現(xiàn)場(chǎng)三在線三監(jiān)測(cè)。脈沖三電流三法超聲三波檢三測(cè)法變壓三器在三發(fā)生三局部三放電三時(shí)，三會(huì)同三時(shí)發(fā)三出電信三號(hào)和聲信三號(hào)，超三聲波三檢測(cè)三法測(cè)三量的三是放三電時(shí)三產(chǎn)生三的聲三波信三號(hào)。三超聲三波檢三測(cè)法三是用三固定三在變?nèi)龎浩魅浔谌系娜暼▊魅衅魅邮杖儔喝鲀?nèi)三部局三部放三電產(chǎn)三生的三超聲三波，三以檢三測(cè)局三部放三電量三的大三小和三位置三。超聲三傳感三器的三頻帶三約為70～15三0三kH三z（或30三0三kH三z），三大量三研究三表明三：局三部放三電產(chǎn)三生的三聲波三信號(hào)三的頻三譜大三都集三中在15三0三kH三z左右三。目三前的三超聲三波傳三感器靈敏三度低三、抗三干擾三能力三差，無(wú)三法在三現(xiàn)場(chǎng)三有效三地檢三測(cè)信三號(hào)。三因此三，主三要用三于定三性地三判斷三局部三放電三信號(hào)三的有三無(wú)，三以及三結(jié)合三脈沖三電流三法對(duì)三局部三放電三源進(jìn)三行物三理定三位。超聲三波檢三測(cè)法氣體三色譜三檢測(cè)三法油中三氣體三色譜三分析三法（DG三A）是三檢測(cè)三局部三放電三最有三效的三工具三之一三。DG三A主要三是以三比三值法為依三據(jù)，三對(duì)三三比值三進(jìn)行三編碼三，各三種事三故對(duì)三應(yīng)不三同的三編碼三，而三局部三放電三對(duì)應(yīng)三比值三所對(duì)三應(yīng)的三編碼三組合三是0，1，0。DG三A是建三立在三變壓三器多三年積三累的DG三A數(shù)據(jù)三庫(kù)基三礎(chǔ)上三的，目前三，該三方法三已廣三泛用三于變?nèi)龎浩魅诰€三故障三診斷三。由三于油三氣分三離時(shí)三間過(guò)三長(zhǎng)，三對(duì)于三突發(fā)三性的三局部三放電三很難三發(fā)現(xiàn)三，所三以DG三A主要三對(duì)變?nèi)龎浩魅植咳烹娙M(jìn)行定性分析三，而三無(wú)法三進(jìn)行定位分析三。氣體三色譜三檢測(cè)三法超高三頻檢三測(cè)法超高三頻法三（UH三F法）三是通三過(guò)超三高頻三信號(hào)三傳感三器接三收局三部放三電過(guò)三輻射三的超三高頻三電磁三波，三實(shí)現(xiàn)三局部三放電三的檢三測(cè)。三變壓三器油—隔板三結(jié)構(gòu)三的絕三緣強(qiáng)三度比三較高三，因三此變?nèi)龎浩魅械木植咳烹娙軌蛉椛淙芨呷l率三的電三磁波。變壓三器局三部放三電測(cè)三量時(shí)三，現(xiàn)場(chǎng)三干擾三信號(hào)三的頻三譜一三般小三于30三0三MH三z，UH三F檢測(cè)三技術(shù)三的檢三測(cè)頻三率范三圍一三般為50三0～1三50三0MH三z，可三最大三限度三避開(kāi)三干擾三信號(hào)。超高三頻檢三測(cè)法而且三超高三頻傳三感器三安置三在變?nèi)龎浩魅潴w內(nèi)部，變?nèi)龎浩魅龤んw三的屏三蔽作三用使三得超三高頻三檢測(cè)三法的抗干三擾能三力優(yōu)于三目前三傳統(tǒng)三局部三放電三檢測(cè)三法。三只是三需要三特別三的超三高頻三傳感三器，三因此三尚待三加強(qiáng)三該傳三感器三的研三發(fā)。超高三頻檢三測(cè)法變壓三器局三部放三電在三線監(jiān)三測(cè)的三發(fā)展三前景1.對(duì)局三部放三電理三論進(jìn)三行深三入研三究，三對(duì)各三種局三部放三電種三類建三立理論三模型，通