1. 光測法
光(guāng)測法是利用局放產生的(de)光(guāng)輻射進行的。各(gè)種放電發出的光波長不同,研究表明(míng)通常在500-700nm之間(jiān),光電轉換後,通過檢測(cè)光電流的特性可以實現(xiàn)局放的識別。雖然在實驗室中利用光測法來分析局放(fàng)特(tè)征及絕緣劣化機理(lǐ)等方麵(miàn)取得(dé)了很大進(jìn)展(zhǎn),但由(yóu)於光測法設備複雜昂貴、靈(líng)敏度低,且需(xū)要被檢測物質對光來說是透明的,因而不可能在實際中應用。盡管如此,光纖技術已作為其他方(fāng)法(特別是超聲檢測)的輔助手段應(yīng)用(yòng)於局(jú)放檢測中。
2. 射頻監測法
該方法利用高頻電流傳感器、羅科夫斯基線圈或RC阻容高通濾波器從發電(diàn)機定子繞組中性線上拾取(qǔ)高頻放電信號,以發現定子線圈內部放電(diàn)現象。
射頻監測儀的工作原理和射頻幹擾場強儀相同,可以選擇測(cè)量的中心頻率(lǜ)和頻帶寬度。其輸出端連接記(jì)錄儀和報警裝置。當局部放電發(fā)生時,其放電電流信號通過中性點接地線流向接地(dì)點(diǎn),通(tōng)過高(gāo)頻電流(liú)互感器耦合到監測回路(lù),射頻監測儀就可以(yǐ)監測到局部放電信號的強弱。記錄儀(yí)用於記錄監測過程中射頻電流變(biàn)化,一旦局部放電加劇,超過監測器預警設定值時,報警裝置立即發出報警信號。1980年西屋公司開發了商用的射頻監測儀,其放大(dà)器中心頻率為1MHz,帶寬為5KHz,帶有報(bào)警電(diàn)路。
由於運行(háng)的發電機中電氣幹擾和噪聲比較大,有關研究部門又開發了一種RFM噪聲消除器。其原理是探測這些噪聲源(滑環、接地電刷和高壓母線(xiàn)等(děng))何時發生電弧,當探測到(dào)噪聲源發生電弧時(shí),就遮斷RFM的輸入信號(hào),使這些假報警信號不能進入,這樣就能防止假報警的產生,提高了射頻監(jiān)測儀的可靠性。
該方法的(de)優點(diǎn)是(shì)傳感器安裝在低壓點上,對係統(tǒng)的影響少,同時由於所有的(de)局放信號(hào)都會經過中線,所以可以監測到發電機整個範圍內的局部(bù)放電。缺點是信號的靈敏度比較低,局放信號從局放點傳(chuán)播到(dào)中線時已經有了很大的衰減和變形(xíng),使信號處理的難度增加。
3. 電容耦(ǒu)合監測法
70年(nián)代加拿大Ontario Hydro公司研製了一種局部放電在線監測裝置。監測放(fàng)電(diàn)信號時,將三個電容(每個375pF,25KV)搭接在(zài)發電機三相出線上,通過電容檢出放電信號。此信(xìn)號通過一(yī)帶通濾波器(30KHz至1MHz)引入示波器(qì),顯示出放電信(xìn)號(hào)的(de)時(shí)域波形。這種方法在加拿大的一些電廠(chǎng)得(dé)到應用。它的缺(quē)點(diǎn)仍然是要依靠有經驗的操作人員來區分外部幹(gàn)擾信號和內部放電信號,致使這種監測(cè)方法的推廣受到了(le)一定的限製。
在早(zǎo)期,用於局部放電信號監測的電容傳感器容量一般(bān)都在(zài)375pF到1000pF範圍內,在1976年,首次采(cǎi)用了80pF的電容作(zuò)為傳感器。研(yán)究發現采用80pF的電(diàn)容傳感器,其等效電路的下限(xiàn)截止頻率在40MHz左右,而幹擾信號分量一般都遠遠小於該頻率,因此采用(yòng)80pF的電容傳感器,信號的信(xìn)噪比較(jiào)高,可以避免誤警現象。而且電容容量小,傳感器的體積小,容易安裝且壽(shòu)命高,保證了被(bèi)測試係統的安全性。加拿(ná)大Iris公司(sī)的電(diàn)容傳感器(qì)已經在上千台機組上使用。80pF電容傳感器以其自(zì)身的應用優勢也被不少其它研究機構所采(cǎi)用。
近年來,一方麵由於技術的進步(bù),同容量電容(róng)的體積(jī)大大下降,另(lìng)一方麵隨著數字信號處理技術的發展,新的抗幹擾技術不斷(duàn)出現(xiàn),大容(róng)量電容傳感器又重新獲得了大家的重(chóng)視。大容量的電容比起小容量電容(róng)在局放信號檢測方麵(miàn)靈敏度更(gèng)高,信號的帶寬也更寬。但同(tóng)時藕合的噪聲信號能(néng)量也會增加。因此采用大電容傳感器(qì)需要有高性能的抗幹擾(rǎo)數(shù)字處理算法作基礎。
4. PDA監測法
PDA是局部放電分析儀英文名稱(Partial Discharge Analyzer)的縮(suō)寫。PDA監測(cè)法由加拿大Ontaio Hydro公司於70年代提出,主要用於在線監測水輪發(fā)電機內的局部放電。它利用繞(rào)組內放電信號和外部(bù)噪聲信號在繞組中傳播時具有的不同特點(diǎn)來抑製噪聲。其原理是:若水輪發電機(jī)定子每相為雙支路(或耦數(shù)支數)對稱繞組,則在每條(tiáo)支路(lù)(在水輪機端部的環形母線上)永久性地安裝兩個耦合(hé)電容器,將兩對稱(chēng)耦合(hé)電容器的輸出信號利用(yòng)相同長度的電纜引至PDA的差分輸(shū)入放大器(qì)。對於外部噪聲信號,每相繞組的兩個(gè)信號耦合電容將產生相同的響應,因而PDA的差分放大器無輸出,噪聲被抑製。對於內部放電信號,由於信號(hào)傳播距離不同,在到達每相繞組的兩個耦合電容器時將(jiāng)出現時延和幅(fú)值的差異(yì),差分(fèn)放大器的輸出就是放電信號。PDA監測(cè)法已被采用於國外水輪發(fā)電機的在線監測中。