
局部放電檢測
1、脈衝電流法是通(tōng)過檢測阻抗(kàng)來檢(jiǎn)測變壓器套管(guǎn)末屏接地線、外殼接地線、鐵芯接地線以及繞組中局部放電(diàn)引起的脈衝(chōng)電流,獲得一些局部放電的基本量(liàng)(如:視在放電量、放電次數以及(jí)放電相位)。它是研究最早(zǎo)、應用最廣泛的一種檢測方法,IEC對此製定了專門的標(biāo)準。該方法的(de)優點:靈敏度高,可以定量測量局部放電的特征參(cān)數,還可以(yǐ)與聲信號一起通過電一(yī)聲定位方法確定(dìng)局部放電的位置等。缺點:檢測靈敏度隨著試品電(diàn)容增加而下降,其在實驗室內的測量精度極限為1000√C,其中C為所(suǒ)檢測的試品的測量大容量電容器時,有時會出現靈敏度(dù)下降到無法進行檢(jiǎn)測的地步;還由於測試頻率低、頻帶窄,一般設置頻帶小於1MHz(IEC60270標準我國(guó)國家(jiā)標準的推薦檢測頻帶為(wéi)數kHz到(dào)數百kHz)這樣得(dé)到的信息量較少;受電磁幹擾嚴重。
2、超(chāo)聲波檢測法是用固定在變壓器箱壁上(shàng)的(de)超聲波傳感器接收變壓器內(nèi)部局部放電產生的超聲波,由(yóu)此來檢測局部放電的大小和位置(zhì)。由於超聲法受電氣幹擾小以及(jí)它在局放定位上(shàng)的廣泛應用,因此人們對超聲法的研究較深入,近年來,由(yóu)於聲一電換能器效率的提高和(hé)電子放大技術的發展,超聲波(bō)檢測法的靈敏度有了較大(dà)的提高,尤其是在大容量電容器的(de)局(jú)部放電檢測方麵,其靈(líng)敏度甚至高於電脈衝法。該(gāi)方法具有可以避免電磁幹擾的影響,可以方便地(dì)定位,在線檢(jiǎn)測與離(lí)線(xiàn)檢測的結果相同等優點。但由於超聲波在變壓器內部的傳播過程是一個很複雜的過(guò)程(chéng),造成在一些情況(kuàng)下定位實驗不能成(chéng)功;目前無法(fǎ)利用超聲波信號對局部放電進行模(mó)式識別和(hé)定量判斷(duàn),主要作為(wéi)一種輔助測量方法。
3、氣相色譜檢測法(fǎ)是根據局部放電所產生的分(fèn)解氣體來判斷局部放電的程度和局部放電的模式。該方法已廣泛(fàn)應用於變壓器的油氣分析,在指導變壓器的安全運行(háng)方麵(miàn)取得了一定的成(chéng)績。該方法的優點:可以避免電(diàn)磁幹擾的影響,可以根據(jù)局部放電所分解氣體的成分和濃度判斷局部(bù)放電的模式。目前(qián)已有(yǒu)三(sān)比值法、電協(xié)研法等判斷方法,一些新的判斷方法(fǎ)如模糊數學、模糊模式多層聚類(lèi)、人工神經網絡、模(mó)糊神經網絡等的新的判斷(duàn)方法也陸續提出。缺點:檢測方法存在(zài)很(hěn)大的時延,即從局部放電的發生到可(kě)檢測到特征氣體往往需要較(jiào)長的時間;且隻能作定(dìng)性分析,無法進行定量判斷(duàn);氣體傳感器對所檢測的氣體均(jun1)敏感(gǎn),在線提取氣體成分存在一定的困難。
4、超高頻檢測法是通過檢(jiǎn)測變(biàn)壓(yā)器局部放電輻射(shè)的超高頻(pín)電磁波信號來獲得局部放電信息。在變壓器局部放電測量時,現場幹擾信號的頻譜(pǔ)範圍一(yī)般小於300MHz,且在傳播過程中衰減很大,若檢測局(jú)部放電產生的數百MHz以上的電(diàn)磁波信號,則可有效避開電暈等幹擾,大大提高信噪比。正是由於(yú)超高頻法的特(tè)點及變壓器箱體的屏蔽效果(guǒ),使其測量變壓器的抗幹擾(rǎo)能力優於目前傳統局(jú)部放電檢測法,利(lì)於變壓器(qì)局部放電的在線(xiàn)監測。但該需設計專用的超高頻傳(chuán)感器,且(qiě)傳感器(qì)一般需要預埋或伸進變壓器油中。
5、光檢測(cè)法(fǎ)包括兩種:一種是熒光光學檢測法(fǎ),通過熒光光纖檢測局部(bù)放(fàng)電所產生的熒光來檢測局部放電。另(lìng)一種是超聲一光學檢測方法,通過提取局部放電超聲信號(hào)傳播到光纖上光纖的形變信號來檢測局部放電。該方法的優點:測量時光(guāng)信號不受(shòu)電磁幹擾,靈敏度高,可以(yǐ)方便的確定局(jú)部放(fàng)電位置。缺點:由於變壓器結構複雜,光纖的埋法複雜,且不能記(jì)錄(lù)非透明(míng)裝置的局部放電;目前光(guāng)纖傳感器(qì)的分辨率尚不能滿(mǎn)足工程需要,不能進(jìn)行定量分析與局部放電的(de)模(mó)式識別。
除此之外,還(hái)有一些其(qí)他方法如:電磁波檢測法、射頻檢測法等也(yě)正在研(yán)究。這些檢測(cè)方法的研究都取得了一定(dìng)的進展,主要表現在所用傳感器靈敏度的提高、數(shù)字處理技術水平的提高以及各種數學方(fāng)法的應用,大大提(tí)高了測量的精度(dù)與可靠(kào)性。使(shǐ)這些方法從實驗室或離線應用開始向在(zài)線應用轉換,但還存在(zài)一些(xiē)問(wèn)題需要進一(yī)步解決。例(lì)如對(duì)電脈衝(chōng)測量法來講,最主要的是如何在檢測現場的強大(dà)幹擾中進行信號的檢測和辯識問題,盡管很(hěn)多方(fāng)法(數字信號處理方法、極性鑒別方法、差動(dòng)平衡法、選頻平衡法、小波(bō)分析(xī)法等)都(dōu)在這方(fāng)麵進行了嚐試,但還沒有能夠在(zài)各種場合的情況下(xià)都適合的方法。
這些局部放電定位法可分為多種方式:根據被測變壓器的工作(zuò)狀(zhuàng)態,有工頻或衝擊電壓下的局部放電定位法,除外施電壓(yā)外,局部(bù)放電定位還可以用施加外界激勵法,如X或Y射線照射的方法。雖然發生局部放電的設備工作狀(zhuàng)態不同,受到外界(jiè)激勵(lì)與否,對局部放電(diàn)的檢測和定位處理都是處於被動接收情況下進(jìn)行的,即仍然是根據局部放電輻射信號或信號變化來(lái)處理(lǐ)。雖然(rán)可以有形式變化(huà)和檢測信號替代,但電氣法、超聲波法和電氣一超聲波法的原理仍是基本的。定位法的研究(jiū)和發展,也包括算法上的改進,如改進的粒子群優化(PSO)算法、(改進)遺傳算法(fǎ)和混沌遺傳(chuán)算法等。
總結定位法的研究和(hé)發展,局部放電的定位方法可這樣劃分和歸納:路的定位方法、場的(de)定位方法和路(場)一場信(xìn)號結合的(de)定位方法。路(lù)的定位方法接收的是“路”的信號,主要指電氣定位法,它的定位位(wèi)置是設備的電氣位置。場的定位法指以局部放電產生的聲、光、電磁波和熱等空間場的信號,來對局部放電源進行(háng)空間位置的定位,如通(tōng)常(cháng)的超聲波定位(wèi)法。另(lìng)外可(kě)依據超聲波(bō)定位法的基本原理,使用光、電磁波和熱信號替代超聲波來實施定位(wèi)。路(場)一場信號結合(hé)的定位方法即(jí)以局部放電產生的高速度的電脈衝、電磁波信號(hào)為時間基準,和低速度的場信(xìn)號如聲(shēng)、熱信號結合(hé),獲取低速度信號的時間延遲(chí),對局部放電源作空間位置定位的方(fāng)法,它的原理與電一(yī)聲定(dìng)位法相同。