近年來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展和人民生活水平的提高，對(duì)供電可靠性的要求也愈來愈高，而作為電力系統(tǒng)中主要設(shè)備之一的電力變壓器的局部放電檢測(cè)也受到了電力行業(yè)越來越多的重視。如果變壓器出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，很有可能造成變壓器過早的發(fā)生損壞，影響變壓器的使用壽命，同時(shí)局部放電還直接影響到區(qū)域正常供電。因此，對(duì)于變壓器局部放電進(jìn)行檢測(cè)已是保證該設(shè)備安全可靠運(yùn)行的重要措施。
電力變壓器檢測(cè)周期
1、按照DL／T 596-2005 《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》的要求，10kV電力變壓器，正常試驗(yàn)周期是1-3年一次，但需要時(shí)，可以縮短試驗(yàn)周期，一年一次。
2、有些企業(yè)10kV變壓器容量比較大，相對(duì)重要，用繼電保護(hù)裝置進(jìn)行控保。但保護(hù)裝置的定值是要求一年進(jìn)行一次校驗(yàn)的，所以許多單位在進(jìn)行保護(hù)校驗(yàn)停電的時(shí)候，就順帶進(jìn)行了變壓器試驗(yàn)。
3、一般來說，變壓器的高壓試驗(yàn)是非破壞性的試驗(yàn)，增加試驗(yàn)次數(shù)不會(huì)對(duì)變壓器造成傷害，所以一年一試是重要用戶的明智選擇。
4、隨著材料科學(xué)的進(jìn)步和現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展，電氣設(shè)備正在向長(zhǎng)周期、免維護(hù)、狀態(tài)檢修方面發(fā)展，將來可望發(fā)展到多年檢修或不檢修的階段。
電力變壓器的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究
電力設(shè)備在正常的工作中，輸電線路電壓的等級(jí)是處于不斷升高的狀態(tài)的，這也就直接的連續(xù)影響著電力變壓器的內(nèi)部電壓大小。因此，這時(shí)候電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓的容量還需要隨之有所增加。同時(shí)，由于變壓器是電力系統(tǒng)主要的電力設(shè)備之一，變壓器的運(yùn)行情況也受到了很高的關(guān)注度。在一些相關(guān)的變壓器檢測(cè)方面的要求與規(guī)則范圍內(nèi)，相關(guān)的電力變壓器在固定的期限內(nèi)可以做一些預(yù)防性質(zhì)的檢測(cè)措施，比如應(yīng)該采取定時(shí)、定點(diǎn)的預(yù)防性檢測(cè)工作，檢測(cè)性實(shí)驗(yàn)以及檢測(cè)設(shè)備的信息的獲取也要堅(jiān)持不斷地記錄在檢測(cè)日志上面，要明確電力變壓器在線監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)信息需要。
但是我國(guó)目前在電力變壓器的檢測(cè)技術(shù)上依然存有一些相對(duì)較明顯的缺陷，主要有以下表現(xiàn)：離線監(jiān)測(cè)的預(yù)防性不到位，在離線預(yù)防性檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果當(dāng)中不能夠準(zhǔn)確的反映變壓器的實(shí)際工作狀態(tài)。具有表面絕緣材料的變壓器設(shè)備實(shí)際上是一個(gè)逐漸變化的過程，在一個(gè)周期的運(yùn)行結(jié)束后，離線監(jiān)測(cè)就不能檢測(cè)到變壓器絕緣裂化的過程，這就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全隱患產(chǎn)生。與此同時(shí)，加之預(yù)防性實(shí)驗(yàn)具有周期性，而且變壓器的故障診斷帶有一定的滯后性，當(dāng)故障發(fā)生或者將要發(fā)生故障時(shí)才能夠檢測(cè)到電力變壓器的故障，因此不能夠及時(shí)的做到對(duì)于變壓器故障的隱患防患于未然。
再者，預(yù)防性的變壓器檢測(cè)實(shí)驗(yàn)大多數(shù)的工作環(huán)境是需要在停電的狀態(tài)下進(jìn)行的，這樣的操作在某種程度上會(huì)直接的影響電網(wǎng)系統(tǒng)的持續(xù)性供電。因此，這就為企業(yè)用戶以及居民用戶帶來了不利的影響，并且還有可能會(huì)造成人身安全以及財(cái)產(chǎn)的損失。
變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)
這一技術(shù)打破了以往的變壓器局限性，能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器信息的在線搜集，彌補(bǔ)常規(guī)變壓器檢測(cè)方式的缺點(diǎn)。能夠?qū)⒆儔浩鞯膶?shí)際工作情況實(shí)時(shí)的反饋給工作人員，以便于將故障發(fā)生的隱患得到及時(shí)的處理。同時(shí)，變電器的絕緣檢測(cè)方法能夠選擇不同的檢測(cè)周期，能夠使變電器的性能有顯著的提高，加速電期，加速電網(wǎng)的運(yùn)行速度以及使用壽命，從而能夠積累大量的數(shù)據(jù)，保證變壓器檢測(cè)測(cè)得的數(shù)據(jù)的真實(shí)性以及有效性。
缺點(diǎn)
變壓器的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在許多的方面都彌補(bǔ)了傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)的缺點(diǎn)，但是根據(jù)電力變壓器的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)理論，目前還不能夠?qū)崿F(xiàn)完全的代替停電預(yù)防性實(shí)驗(yàn)。主要因素如下：
目前我國(guó)的電力企業(yè)在電力變壓器在線監(jiān)測(cè)的理論以及技術(shù)上都還不太完善，難以就在線監(jiān)測(cè)狀態(tài)的量性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)的判斷。還需要對(duì)電力變壓器的絕緣特征量的檢測(cè)方法和絕緣劣化的特征量等方面進(jìn)行更進(jìn)一步的探究。
由于在線監(jiān)測(cè)是在變壓器運(yùn)行的狀態(tài)下進(jìn)行的，外界對(duì)檢測(cè)設(shè)備的干擾不可避免，對(duì)在線監(jiān)測(cè)測(cè)量時(shí)的干擾抑制十分困難，再加上干擾的存在，會(huì)直接影響在線監(jiān)測(cè)的正確性，也降低了檢測(cè)結(jié)果的可信度，并制約著變壓器在線監(jiān)測(cè)的應(yīng)用和發(fā)展。
目前在線監(jiān)測(cè)測(cè)量的是工頻電壓下的設(shè)備絕緣參數(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)內(nèi)時(shí)常發(fā)生的過電壓情況下的絕緣品質(zhì)無法進(jìn)行測(cè)量，這也制約著在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
變壓器的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)和診斷方法
油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)和分析
隨著國(guó)內(nèi)外研究和應(yīng)用油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)設(shè)備的不斷普及，雖然不同的裝置在線的檢測(cè)手段和取樣方式的側(cè)重點(diǎn)各不相同，但是在原理上都是通過定性和定量測(cè)定氣體組分和含量的高低轉(zhuǎn)換成相應(yīng)強(qiáng)弱的信號(hào)而達(dá)到在線監(jiān)測(cè)的目的。并通過其現(xiàn)場(chǎng)MIS系統(tǒng)迅速的把測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)焦ぷ髡竞凸芾碚呗?lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)中，而且很多資料都表明，目前一些有實(shí)力的公司和科研工作室都在致力于研究光聲傳感器，使在線色譜儀中不再攜帶帶氣裝置，從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命和檢測(cè)精確度。
局部放電分析
所謂的局部放電就是在高壓電力系統(tǒng)的設(shè)備里的絕緣體當(dāng)中，因?yàn)殡妶?chǎng)的局部性的集中而產(chǎn)生了一種放電現(xiàn)象，這種放電現(xiàn)象是非橋接狀態(tài)下產(chǎn)生的。與此同時(shí)，加上當(dāng)前不管是國(guó)內(nèi)還是在國(guó)外在這個(gè)領(lǐng)域研究最多的并且應(yīng)用的最為廣泛的局部放電在線監(jiān)測(cè)方法一個(gè)就是通過脈沖電流法，另一個(gè)就是超聲波法。對(duì)于這兩種方法我下面做一個(gè)簡(jiǎn)要的分析：脈沖電流法在理論上是能夠做到測(cè)量范圍最小達(dá)到幾皮庫的局部放電，這可以說是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，但是這也意味著這種在線監(jiān)測(cè)方法相對(duì)而言交易容易受到外界的電磁干擾。而超聲波法的原理主要是通過安裝在變壓器的油箱上面的超聲波傳感器來對(duì)局部放電造成的超聲壓力波進(jìn)行檢測(cè)，其優(yōu)勢(shì)是抗電磁干擾的性能較強(qiáng)。同時(shí)，如果采用多個(gè)超聲波傳感器之后不僅可以更加精準(zhǔn)的在線檢測(cè)，還可以對(duì)放電進(jìn)行定位。但是這種方法也有其不足之處，由于超聲波在設(shè)備內(nèi)部絕緣里的吸收以及散射，靈敏度沒有脈沖電流法高。
局部放電的危害及主要放電形式
局部放電的危害
局部放電對(duì)絕緣設(shè)備的破壞要經(jīng)過長(zhǎng)期、緩慢的發(fā)展過程才能顯現(xiàn)。通常情況下局部放電是不會(huì)造成絕緣體穿透性擊穿的，但是卻有可能使機(jī)電介質(zhì)的局部發(fā)生損壞。如果局部放電存在的時(shí)間過長(zhǎng)，在特定的情況下會(huì)導(dǎo)致絕緣裝置的電氣強(qiáng)度下降，對(duì)于高壓電氣設(shè)備來講是一種隱患。
局部放電的表現(xiàn)形式
局部放電的表現(xiàn)形式可分為三類：第一類是火花放電，屬于脈沖型放電，主要包括似流注火花放電和湯遜型火花放電；第二類是輝光放電，屬于非脈沖型放電；第三類為亞輝光放電，具有離散脈沖，但幅度比較微小，屬于前兩類的過渡形式。
變壓器局部放電檢測(cè)方法
變壓器局部放電的檢測(cè)方法主要是以局部放電時(shí)所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象為依據(jù)，產(chǎn)生局部放電的過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電脈沖、超聲波、電磁輻射、氣體生成物、光和熱能等，根據(jù)上述的這些現(xiàn)象也相應(yīng)的出現(xiàn)了多種檢測(cè)方法，下面介紹幾種目前比較常見的局部放電檢測(cè)方法。
1. 脈沖電流檢測(cè)法
這種方法是目前國(guó)內(nèi)使用較為廣泛的變壓器局部放電檢測(cè)方法，其主要是通過電流傳感器檢測(cè)變壓器各接地線以及繞組中產(chǎn)生局部放電時(shí)引起的脈沖電流，并以此獲得視在放電量。電流傳感器一般由羅氏線圈制成。主要優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)靈敏度較高、抗電磁干擾能力強(qiáng)、脈沖分辨率高等；缺點(diǎn)是測(cè)試頻率較低、信息量少。
2.化學(xué)檢測(cè)法
化學(xué)檢測(cè)法又被稱為氣相色譜法。變壓器出現(xiàn)局部放電時(shí)，會(huì)導(dǎo)致絕緣材料被分解破壞，在這一過程中會(huì)出現(xiàn)新的生成物，通過對(duì)這些生成物的成分和濃度進(jìn)行檢測(cè)，能夠有效的判斷出局部放電的狀態(tài)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是抗電磁干擾較強(qiáng)，基本上能夠達(dá)到不受電磁干擾的程度，也比較經(jīng)濟(jì)便捷，還具有自動(dòng)識(shí)別功能；但該檢測(cè)方法也存在一些缺點(diǎn)：由于生成物的產(chǎn)生過程時(shí)間較長(zhǎng)，故此延長(zhǎng)了檢測(cè)周期，只能發(fā)現(xiàn)早期故障，無法檢測(cè)突發(fā)故障，并且該方法只能進(jìn)行定性分析，無法實(shí)現(xiàn)定量判斷。另外現(xiàn)在使用的氣體傳感器對(duì)檢測(cè)到的所有氣體都較為敏感，致使檢測(cè)的準(zhǔn)確性不是很高。
3.光測(cè)法
由于局部放電會(huì)產(chǎn)生光輻射，光測(cè)法主要是針對(duì)局部放電時(shí)產(chǎn)生的光輻射進(jìn)行檢測(cè)。通常情況下變壓器油中發(fā)生放電時(shí)所產(chǎn)生的光波長(zhǎng)度均不相同，試驗(yàn)結(jié)果表明光波的長(zhǎng)度一般在500nm~700nm 這一區(qū)間范圍，當(dāng)光電發(fā)生轉(zhuǎn)換后，根據(jù)光電流的特性，能夠?qū)植糠烹娺M(jìn)行識(shí)別。
4. 超高頻檢測(cè)法
變壓器在發(fā)生局部放電時(shí)都會(huì)出現(xiàn)正負(fù)電荷中和的現(xiàn)象，并且伴隨這一現(xiàn)象都會(huì)形成一個(gè)陡的電流脈沖向周圍輻射電磁波。
該方法主要是通過對(duì)變壓器內(nèi)部產(chǎn)生局部放電時(shí)所發(fā)射的超高頻電磁波進(jìn)行接收，從而達(dá)到對(duì)局部放電的定位和檢測(cè)。這種檢測(cè)方法的主要優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量頻率比較高、檢測(cè)頻率范圍可以調(diào)節(jié)、抗電磁波干擾性能強(qiáng)、靈敏度較高等。
5. 射頻檢測(cè)法
該方法主要是通過利用電流互感線圈從變壓器的中性點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量獲取信號(hào)，測(cè)量的信號(hào)頻率通常能夠達(dá)到3 萬kHz，從很大程度提高了局部放電的測(cè)量頻率。主要優(yōu)點(diǎn)是射頻檢測(cè)系統(tǒng)安裝方便，檢測(cè)設(shè)備不會(huì)改變變壓器的運(yùn)行方式；其缺點(diǎn)是由于射頻檢測(cè)只能對(duì)單一的信號(hào)進(jìn)行分辨，無法準(zhǔn)確的判斷三相變壓器局部放電信號(hào)的總和，因此，不適合三相變壓器的局部放電檢測(cè)。
6.紅外熱像法
該方法主要是通過紅外線測(cè)量?jī)x器對(duì)變壓器中局部放電時(shí)所產(chǎn)生的電熱能量轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)檢測(cè)局部放電區(qū)域內(nèi)的溫度變化達(dá)到檢測(cè)的目的。主要優(yōu)點(diǎn)是紅外線儀器操作簡(jiǎn)便，并且測(cè)出的結(jié)果直觀準(zhǔn)確；其缺點(diǎn)是只能對(duì)變壓器表面的局部放電進(jìn)行檢測(cè)，無法檢測(cè)到變壓器深處的故障，只適合定性測(cè)量，目前尚不能用于定量測(cè)量。
7.超聲波檢測(cè)法
這種方法主要測(cè)量的是變壓器局部放電時(shí)所產(chǎn)生的超聲波信號(hào)。通過利用安裝在變壓器油箱上的超聲傳感器對(duì)變壓器局部放電產(chǎn)生的超聲波進(jìn)行接收，并以此來確定變壓器局部放電的位置和大小。該方法可以同時(shí)適應(yīng)在線和離線檢測(cè)，且檢測(cè)結(jié)果相同；其缺點(diǎn)是不能進(jìn)行定量判斷，只能作為輔助測(cè)量。