局部放電(diàn)的檢測都是利用(yòng)一定的設備測量伴隨著局部放電所產生(shēng)的各種物理現象,通過檢測能相(xiàng)應的物理量來達到檢測局部放電的目的。局部放電的過程都伴隨著電荷轉移形成的電流,除此之外,還會產生的現象有:(1)發光,例如電暈(yūn)放電過程中一般會有發光的現象產生。(2)發出聲波。一般認為,在放電的過程中由於電場力和壓力的作用下,空洞內的氣體會受(shòu)到壓縮或者膨脹,從而引起局部體積(jī)的(de)變化,向外部產生疏(shū)密波,即聲波。(3)發熱,大部分局部放電的過程中都會引起放電位(wèi)置的局部溫度高於其他位置。(4)發出電磁波。通過實驗和現場的(de)測(cè)試都發現,變壓器內的局部(bù)放電會激勵(lì)出較強(qiáng)的超高頻電磁波信號。(5)化學變化。在變壓器中,主要的絕緣物質就(jiù)是變壓(yā)器絕緣油(yóu)。局部放電時伴隨的大量能量的(de)釋放,從而導致絕緣油發生化學變化。由於絕緣油是有機聚合物,所以(yǐ)化(huà)學反應時會(huì)放出二氧化碳(tàn),甲烷等氣(qì)體。針對這些伴隨發生的現象,研究人員開展的局部放電檢測的方法包括:脈衝電(diàn)流檢測法、氣相色譜檢(jiǎn)測法、超聲波檢測法(fǎ)、超高頻檢測(cè)法、光檢測法和紅外熱像檢測法等多(duō)種檢測方法。
脈衝電(diàn)流法是通過檢測阻(zǔ)抗來(lái)檢測互感器、禍合電容器、套管、變壓(yā)器、及固體絕緣結構等的局部放電。其測定的(de)物理量是電力設備在某規(guī)定電壓下的局部放電量(liàng),以及(jí)設備局部(bù)放電的熄滅電壓和起始電壓。具體測量的方法是將待測試品與耦合(hé)電容串聯,再將測量電阻串聯進待測設備的回路或是耦合電容的回路,用儀器(qì)檢測測量電(diàn)阻的電壓(yā)變化,從而獲得電流脈衝的信號。該檢測方法的(de)優點是靈敏度較高、能夠(gòu)實時監測,而且可以獲得放電量信息、發生頻率以及發生局部放電時產生的放電能量等。因此這種方法使用的較為廣泛。但其缺點是電(diàn)流信號容易收到(dào)現場各(gè)種條件的幹擾,輸出信噪比較低,特別是在(zài)線檢測的係統當中(zhōng),現場各種幹擾可能(néng)淹沒局部放電信號,給後續信號處理過程中的信號發生識別和降噪帶來一定的困難。但隨著計(jì)算機技術的發展和新的數字信號處理算法的開發,以脈衝電流法為基礎的局(jú)部放電在線檢測係統性能將會有很大的提(tí)高。
超高頻檢測法是近年來研究(jiū)較多的方(fāng)法之一。其工作原(yuán)理是通過測量300MHz至3GHz頻率的(de)無線電磁波來檢測局部放電的發(fā)生。超高頻法可以提供在(zài)線的絕緣缺陷的診斷信息。並且由於接收器接收的(de)無(wú)線電磁波頻率(lǜ)較高,所以抗幹擾能力較強,輸出信號的信噪比較高。此外,通過在係(xì)統中應用3至(zhì)4個超高頻傳感器,可以用(yòng)三角測量法對局部放電實現定位。但是(shì),超高(gāo)頻(pín)方法也有其固有的一些缺點。例如對某些類型的(de)局(jú)部放電監測效果較差,電暈放電發出的電磁波最高才達到300MHz。此外,信號在通過(guò)套管或者長距離的在絕緣油中(zhōng)傳播時(shí)衰減十分強烈(liè)。手機,電視發(fā)射站等工作在高頻率的電子設備對信號的幹擾較強。當放電(diàn)直接發生在絕緣油中時,發出的電磁波最高頻率隻有幾百千赫,很難被檢測到。
氣相色譜檢測法是一種檢測局(jú)部(bù)放電過程中的化(huà)學(xué)變化的(de)方法。在一些SF6電力設備當中,局部放電發(fā)生時會(huì)使SF6分(fèn)解,同時釋放(fàng)出SOF2,SO2F2等氣(qì)體。氣相色譜法就是通過(guò)檢測這些(xiē)氣體(tǐ)的含(hán)量來判斷局(jú)部放電的程度和模式。此方法的優點是不受到(dào)電氣信號的幹擾,而且局部放電都伴隨這化學變化的發生,經過穩定的放電,特征氣體的(de)濃度逐漸上升(shēng),達到能夠相應的氣體傳感器檢測出來。但是它的缺點也十(shí)分(fèn)顯著,這種方法的時效(xiào)性較差,對局部放電的診斷要經過很長的時間,對(duì)突發性的故障缺乏響(xiǎng)應能力。
超(chāo)聲波檢測法是用(yòng)超聲波傳感器接收電氣設(shè)備發生局部(bù)放電時產(chǎn)生的(de)超聲波,由此來檢測局部放電的大小和(hé)位置。檢測係統通常是由一個或者幾個對局部放電所發出的超聲(shēng)信號敏感的超聲波換能器構成。由於局部放電發生的位置距離各個(gè)超聲波傳(chuán)感器的位置不同,所以可以超聲波信號到達各個傳感(gǎn)器的時間也不相同。根據不同傳感器之間的時(shí)間差,結合超聲波在相應介質(zhì)中傳播的(de)速度,就可以計算出局部放電的位置。由於聲波和電流以及電磁(cí)波有著不同的傳播路徑和特性,因此超聲檢測法受到的電氣(qì)幹擾小,可以用超聲波(bō)實現定位也較為方便。但由於超聲波在電氣(qì)設備內部的傳播過程十分複雜,電氣設備(bèi)內(nèi)部的(de)介質並不是均勻介質,影(yǐng)響超聲波的傳播路徑,造成在某些條件下(xià)不能夠實(shí)現定位。目前無法根據超(chāo)聲波信號計算出局部放電的放電量。
紅外(wài)熱像法是紅外熱成像技術檢測局部放電的方法。當電力設備內部(bù)發生局部放電時,會產生大量的熱能並使局部的溫度升高,利用紅外線熱成像(xiàng)儀可以檢測(cè)局部區域的表麵溫度升高(gāo)的變化。這種方(fāng)法(fǎ)對與局部放電的定性測量有著十分重要的意義,可以很方便的組成檢測係統。但是對於(yú)複雜(zá)的(de)絕緣結構,紅外熱(rè)像法需要(yào)借助於計算機對獲得的圖像進行一定的分析(xī)和處理(lǐ),提(tí)取有用的信息。其缺點是把用它進行定量研究還存(cún)在困難。