國內外變壓器局部放電檢測方法的（de）研（yán）究現狀

從20世紀中期開始，各個國家就對變壓器中局部放（fàng）電的機理做了很多研究，並取得了很大（dà）進展。變（biàn）壓器局部放電時伴有電（diàn）脈衝、電磁輻射、聲、光、局部發熱以及放電導致絕緣材料分解出氣體等現象，通過這（zhè）些現象（xiàng）可以（yǐ）檢測局部放電。

變壓（yā）器局部放電定量檢測主要采用的是電信號檢測技術，包括脈衝電流法、超高（gāo）頻檢測法和超寬頻檢測法等。

脈衝電流法是應用的最早、最廣泛和最成熟的局部放電檢測方法，主要通過在變壓器接（jiē）地線、鐵芯引下線（xiàn）、套管等耦合方式測試，可在線監測。該法（fǎ）能夠對放電量進行標定，缺點是需要停電進行外施（shī）電壓，且（qiě）容易受（shòu）到幹擾，不（bú）符合目前電氣設（shè）備狀態監測所提出的要求（qiú）。

超（chāo）高（gāo）頻局部放電檢測法是目前應用於（yú）局（jú）部放電檢測的熱門（mén）技術，隨著傳感器技術、數據采集（jí）技術等（děng）的不斷發展，局部放（fàng）電的檢測向超高頻和超寬頻方向發展。通過（guò）接收變壓器內部放電所產生（shēng）的超高頻電信號，實現局部放電的檢測（cè）。UHF（Ultra一High-Frequency）法接收局部（bù）放電信號主要有兩（liǎng）種方式：天線（xiàn）法（fǎ）和電容耦合法，采（cǎi）樣頻率可分別達到（dào）1.2GHz和1.5GHz。因為超高頻檢測的頻帶非常高，可以通過砍掉低頻信號來過濾幹擾。國內（nèi）的（de）很多儀器廠家（jiā）一般將300MHz以下的信號過濾，以排（pái）除現場電暈放電（diàn）的幹擾。但由於電力變壓器內部絕緣結構的複雜性，電（diàn）磁波在傳播過程中會發生多次折反射和衰減，同（tóng）時變壓器箱壁的（de）屏蔽（bì）作用也使得局部放電的電磁信號（hào）很難的向外傳播，在變（biàn）壓器的外部（bù）進行超高頻檢測頗有（yǒu）難度。目前（qián）廣（guǎng）東電科院（yuàn）、清華（huá）大學（xué）、華北電力大（dà）學（xué）等單位已將超高頻局放（fàng）檢（jiǎn）測技術應用於變壓器局放檢（jiǎn）測。具體做法是將超高頻傳感器置於變壓器內部進行檢測，而將超高頻傳感器（qì）置於變壓器內（nèi）部時，需要打開變壓器的油閥（fá），會造成油流湧（yǒng）動引起變壓器瓦斯保護動作，影響到設備的運行。

高頻脈衝電流（liú）法也可以用於變壓器局部放電的檢測。通（tōng）過變壓（yā）器套管升高（gāo）座的位置進行包膜（mó），人為的製（zhì）造一個電容屏，使得局部放電的高頻電流（liú）通過電容（róng）的（de）耦合進入檢測係統，利用高頻CT檢測（cè）高頻電（diàn）流信號，以實現對變壓器局（jú）放的檢測。廣州智友公司采用高頻脈衝電（diàn）流法，對佛山供電局所有的500kV變壓器進行過普查和評估，取得了一定的（de）效果。

化（huà）學檢測法是目（mù）前應用最廣的非電測（cè）法。對變壓器的（de）油樣進行色譜分析，通過油中的特征氣體含量，以及三比值法，可以對變壓器是（shì）否存在局部放電進行判斷。由於變壓器的所有結構材料均浸在油中，一旦產生局部放電，局部放電的能量，使得絕緣油產生裂解，油中各種氣體的含量組（zǔ）分會產生變化，各種特征氣體對（duì）反應局部放電非常靈敏（mǐn）。實驗（yàn）室（shì）油色譜分析發展已經成熟，積累了（le）較多（duō）的故障診斷（duàn）經驗（yàn）。

聲發射檢測技術是近幾年逐漸興起的一種檢測方法。在電力變（biàn）壓器內部發生局部放電時，會伴隨有聲波能量（liàng）的放出，聲波（bō）在不同介質(油紙、隔板、繞（rào）組、油等)中（zhōng）向外傳（chuán）播，到達固定在變壓（yā）器油箱壁上的（de）聲發射傳（chuán）感器。其優點是（shì）不影響電氣主設備的安全運行，受電磁幹擾小，靈敏度較高，可以對局放點定位。缺點是放（fàng）電源和（hé）傳感器之間（jiān）的傳播路徑複雜，等效傳播速度難以確定，故給聲源定位造成一定的困難，且（qiě）在聲發射信號在不同介質中傳播會衰減等。在變壓器局部放電的測量中，聲發射傳感（gǎn）器的諧振頻率一般都選擇在30kHz以上的超聲頻段。雖然局部放電（diàn）及所產生的聲發（fā）射信號具有一定（dìng）的隨機性，每次局部放（fàng）電的聲波信號頻譜不同，但整個局部放電聲波信號的頻率分（fèn）布範圍卻變化不大，基本處於50-300kHz頻段。大（dà）量研究（jiū）表明，局部放電產生的聲波信號的（de）頻譜大都集中在150kHz左（zuǒ）右，而變壓器的噪聲頻譜分布（bù）在小於65 kHz頻率範圍。二者的頻率分布明顯不同。另外，傳播媒質對聲波吸收係數隨（suí）頻率（lǜ）的平方增長，即頻率越高，吸（xī）收係數越大，聲波在傳播中的衰減越厲害，因此係統最好利用低頻段的聲波信號，以保證其靈敏（mǐn）度，同時避開變壓器鐵芯（xīn）自身振（zhèn）動、噪聲和其他電磁噪聲等幹擾。

自（zì）1965年美國（guó）的Dunegan公司首次（cì）推出聲發射商用儀器以來，聲發射硬件（jiàn）技術（shù）經曆了從參數（shù）式（shì）一參數型數字式一波形（xíng）式三個（gè）階段（duàn）的更新發展。進入20世紀90年代，美國PAC公司、美（měi）國DW公司、德國Vallen Systeme公司和中（zhōng）國廣州聲華公司先後開發生產了算機（jī）化程（chéng）度更高、體積和重量更輕的第三代數字化多通道聲發射檢測分析係統，這些係統除了能進行聲發射參數實時測量和聲發射源定位（wèi）外，還可以直接進（jìn）行聲發射波（bō）形的觀察、顯示、記錄和頻譜分析。隨著聲發射檢測儀器的日趨完善，用於變壓器局部放電測量的可靠性也越來越（yuè）高。

目前美國（guó）的PAC公司是聲探頭最大的生產廠家，從（cóng）上世紀90年（nián）代開始，該公司開（kāi）始研發PAC聲發（fā）射(超聲)測量係統，該係統是采用聲發射法對變壓器局放進行帶電測試的儀器，除能夠長時間（jiān）帶電測試外，還能夠對變壓器局放位置進行定（dìng）位。通過（guò）在美國進行數百台（tái）變壓器的測試，形成了（le）較成熟的測試技術，本世紀初開始銷向中國市場。2007年佛山供電局購進該測量係統，並應用於現場檢測（cè），但由於試（shì）驗人員對變電站變壓器內部結構、運行環境不熟悉，導致（zhì）不能對檢測信號做出綜合分析，缺少判（pàn）斷依據。國（guó）內外變壓器局部放（fàng）電檢測（cè）方法的研究現狀聲發射法對於變壓器圍屏、引（yǐn）線、金屬件及高壓線圈表麵的放電比較靈敏（mǐn），而對變壓器（qì）繞組（zǔ）內部的變（biàn）壓器繞組內部的局放靈敏度不高。有些單位在（zài）實驗室模擬了變壓器油箱進行研究，但停留在檢測聲發射信號靈敏度、驗證試驗儀器有效性等（děng）方麵，缺少工程應用方麵的（de）研（yán）究，使得現場檢測缺少理論的指導，若要有效的（de）利用聲發（fā）射（shè）法檢測和定位變壓器局部放（fàng）電，需要在聲發射法的局放檢（jiǎn）測應用（yòng）方麵進（jìn）一步作研究。