淺談電氣設(shè)備局部放電檢測技術(shù)的應(yīng)用

譚千子 湖南廣益實驗中學(xué)

淺談電氣設(shè)備局部放電檢測技術(shù)的應(yīng)用

譚千子 湖南廣益實驗中學(xué)

局部放電問題在電氣設(shè)備中普遍存在，屬于絕緣劣化的初始表現(xiàn)，局部放電檢測被稱之為現(xiàn)階段下電氣設(shè)備最為重要和有效的絕緣狀態(tài)評估方法，本文就電氣設(shè)備局部放電檢測技術(shù)的應(yīng)用展開分析。

電氣設(shè)備 局部放電檢測技術(shù) 應(yīng)用

局部放電即絕緣介質(zhì)之中，由于局部區(qū)域擊穿引起的放電現(xiàn)象，不同于閃絡(luò)和擊穿，局部放電屬于微小擊穿的范疇，屬于絕緣劣化的初始表現(xiàn)。加強(qiáng)電氣設(shè)備局部放電檢測技術(shù)的應(yīng)用對于保障電氣設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性有著重要的作用。

1 電氣設(shè)備局部放電問題的成因

局部放電問題是引發(fā)絕緣劣化的元兇，絕緣體擊穿與絕緣材料劣化問題是相伴相生的，利用局部放電檢測技術(shù)，可以快速找出電氣設(shè)備早期絕緣缺陷，該種方法與傳統(tǒng)的色譜分析法、截?fù)p測量法相比，精度更高。作為電氣設(shè)備絕緣性能重要的評價手段，局部放電的檢測與分析是研究機(jī)構(gòu)、設(shè)備制造廠商及電力系統(tǒng)運(yùn)行部門最為關(guān)心的問題，特別是隨著近年來高電壓等級電網(wǎng)的大量建設(shè)，對設(shè)備安全可靠運(yùn)行的重視程度日益增加，電氣設(shè)備局部放電的研究及現(xiàn)場應(yīng)用獲得了極大的進(jìn)展。

2 電氣設(shè)備局部放電檢測技術(shù)的應(yīng)用

2.1 超高頻檢測法

2．1．1 超高頻檢測法的概述

超高頻UHF局部放電檢測技術(shù)是利用超高頻天線來檢測設(shè)備內(nèi)局部放電產(chǎn)生的電磁波，超高頻天線的檢測頻帶在300MHz~3000MHz范圍內(nèi)。該技術(shù)對于各種放電性缺陷有較高的靈敏度，不容易受到機(jī)械的干擾，可以快速定位局部放電區(qū)域，還具有檢測的范圍大的優(yōu)點(diǎn)。超高頻UHF局部放電檢測技術(shù)主要是依靠信息特征提取和局部信號譜圖來判斷局部放電的類別。

2．1．2 超高頻檢測法的具體應(yīng)用

隨著局部放電檢測技術(shù)的發(fā)展，超高頻檢測法在電氣設(shè)備的局部放電檢測方面的應(yīng)用更加廣泛。但對于超高頻檢測法本身，并沒有很大的發(fā)展與改變，更多的是利用這項技術(shù)涌現(xiàn)出的不同形式、結(jié)構(gòu)的超高頻傳感器，這種傳感器可以適用于多種場合。

2.2 超聲波檢測法

2．2．1 超聲波檢測法的概述

電氣設(shè)備在局部放電時，會有電荷發(fā)生中和作用，這個中和的過程會使放電部位的分子發(fā)生劇烈的變化，分子的變化會釋放出熱量，受熱會使該區(qū)域的電氣設(shè)備部位膨脹。等放電過程結(jié)束后，受熱膨脹的區(qū)域會恢復(fù)原樣，但是膨脹又恢復(fù)的這一過程會使介質(zhì)的疏密發(fā)生變化，介質(zhì)的疏密變化會產(chǎn)生超聲波。該超聲波以放電區(qū)域為中心，以球面波的形式向周圍擴(kuò)散。使用聲電轉(zhuǎn)換器，將該超聲波的聲信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺儆脙x器進(jìn)行捕捉以及分析，就可以判斷出放電的具體位置。

2．2．2 超聲波檢測法的具體應(yīng)用

超聲波檢測法由于具有很強(qiáng)的抗現(xiàn)場電磁干擾能力，而且使用起來方便簡單快捷，因此在GIS設(shè)備的局部放電檢測中應(yīng)用廣泛。GIS設(shè)備在發(fā)生局部放電時，分子間會產(chǎn)生劇烈的碰撞和接觸，這在宏觀上形成了一種壓力，這種壓力會產(chǎn)生聲波，聲波會以球面的形式向外傳播，傳播的頻率在20~100kHz范圍內(nèi)，這種聲波就是超聲波。超聲波局部放電的帶電檢測技術(shù)，就是由安置在GIS殼體上的壓敏傳感器來接收傳播到外殼的超聲波信號，接著將聲信號進(jìn)行分析，以此來判斷設(shè)備是否發(fā)生局部放電現(xiàn)象或者出現(xiàn)異常振動缺陷，它還可以確定放電區(qū)域或者缺陷區(qū)域的位置。

2.3 脈沖電流檢測法

2．3．1 脈沖電流檢測法的概述

脈沖電流檢測法是目前應(yīng)用最廣的一種方法，國際電工委員會還因此制定了關(guān)于脈沖電流檢測法的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。它的主要原理是：首先對電氣設(shè)備加高強(qiáng)壓，一旦發(fā)生局部放電，兩端的電壓就會產(chǎn)生變化，然后在這時耦合一個阻抗，回路中就會有電流產(chǎn)生，最后通過采集和放大這個阻抗上的電流，就可以檢測出局部放電的基本量。脈沖電流檢測法有兩種方法：分別是直接測量和平衡法。直接測量在檢測過程中會遇到很多干擾，使測試的結(jié)果不準(zhǔn)確，尤其在施工現(xiàn)場的復(fù)雜環(huán)境中，干擾會更大。因此，可以有效抵抗干擾的平衡法在施工現(xiàn)場的應(yīng)用更為廣泛。

2．3．2 脈沖電流法的具體應(yīng)用

脈沖電流檢測法的具體做法是在中間的接頭或者終端的接地線處連接上高頻電流互感器，將脈沖局部電流信號耦合到高頻電流互感器中，然后通過高頻電流互感器和分析儀器中的測試電纜進(jìn)行傳輸，傳輸?shù)椒治鰞x器中進(jìn)行分析判斷。

3 結(jié)束語

雖然學(xué)界針對電氣設(shè)備局部放電檢測技術(shù)的應(yīng)用展開了深入的研究，成果豐碩，但是在模式識別、檢測、定位上，還存在一些問題，相信在技術(shù)的發(fā)展下，局部放電檢測技術(shù)的應(yīng)用將會越來越完善。

[1]汲勝昌,王圓圓,李軍浩,孟巖,梁乃峰,孫大陸,王文浩,何文林. GIS局部放電檢測用特高頻天線研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 高壓電器.2015(04)

[2]段大鵬. 基于UHF方法的GIS局部放電檢測與仿生模式識別[D].上海交通大學(xué) 2009

[3]康強(qiáng),顧霄,徐陽,侯帥,傅明利,田野. 直流局部放電檢測技術(shù)綜述[J]. 南方電網(wǎng)技術(shù). 2015(10)