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摘要：电力变压器是输送变电的关键设备，是保障电力变压器的稳定可靠运行成为重要环节之一。电力变压器运行较长周期后有可能绝缘劣化，就会产生电力变压器的局部放电，从而引发电力故障和事故。所以，对电力变压器的局部放电的隐患要定期检测、排查和定位诊断。
关键词：电力变压器；局部放电；诊断技术；定位检测
引言
变压装置作为电力系统的核心构成组件，其运行状况的优劣对整个电力系统的运行安全有着极大的影响，其中绝缘性能是衡量变压器运行稳定性的关键指标之一。在变压器运行中，局部放电现象往往会引起变压器的绝缘老化，从而导致电力事故的出现。鉴于此，根据局部放电特点，探寻有效且多样化的检测手段便成为确保变压器运行安全的重要手段之一。
1.电测法
1.1电流脉冲法
这种方法是研究和应用最早的变压器局部放电检测方法，借助接入检测回路中的电流互感装置或检测抗阻检测变压器外壳接地线、铁芯接地线、套管接地线和绕组中因局部放电而产生的脉冲电流，再通过数字化信号转化处理技术获得完整的局部放电信息。电流脉冲法具备很高的离线测量灵敏度，能够实现对局部放电量的精准测量，并与超声波法相互配合对具体放电位置实现精准定位。不过这种方法对电源及周边环境均有较高的要求，同时频率低、频带窄、抗干扰性能较差，而且使用灵敏度会伴随电容的增大而降低，甚至降低至无法检测的程度。对于电流脉冲法的这些不足，通常在使用时选用由罗果夫斯基线圈构成的电流互感装置进行脉冲电流的提取，从而确保变压器与检测回路中不会出现电气连接现象，削弱电气干扰【1】。
1.2超高频检测法
局部放电的超高频检测是针对传统检测工艺的缺陷而研发的一种新型检测手段。其作业时对变压器内由局部放电而产生的超高频电磁波信号进行检测，进而实现对局部放电位置和参数的测定，同时具备良好的抗干扰性。超高频检测法的具体原理如下所述：对于变压器而言，每次出现局部放电都伴随正负电荷的中和，产生较陡的电流脉冲并向周边辐射电磁波。由于局部放电产生的电磁波的频谱特征与电源几何形状及放电间隙有着紧密的关联，通过对电磁波频的检测便能够实现对变压器局部放电现象的准确测定。此外，由于检测现场常见干扰频率多低于400MHz，所以超高频检测法的应用还能实现对各类电磁干扰的有效规避。对整个超高频检测作业而言，核心构成组件是传感装置，该装置的灵敏度对整个系统最终检测结果的精准度有着至关重要的影响。目前，超高频检测中所使用的超高频天线主要分为内置和外置两类，具体选用哪类，要结合工程实际敲定。图1所示分别为内置式和外置式超高频传感装置示意图。
图1超高频传感装置示意图
2.非电测法
2.1超声波法
变压器运行过程中发生局部放电现象时，往往会伴随出现超声波，并在很短时间内向四周传播。基于这一原理，在变压器油箱外壁上布设超声波传感装置，将超声波信号转化为电信号，便能对变压器局部放电情况有效测定。考虑到变压器局部放电所产生超声波的传播会通过多种介质，其主要传播途径可分为两条：（1）直接型传播。超声波以纵波形式穿透绝缘介质、变压器油液、油箱外壁后到达传感装置；（2）曲折型传播。超声波以纵波形式传递至油箱壁后再沿钢板以横波的形式传递至传感器中。此外，传播过程中超声波会出现一定程度的衰减，衰减传播最小路径可以充当核心检测对象。不过必须考虑声波传播途径不同会导致衰减最小路径的差异，在具体的测算上应当将不同声波传播路径的声波波速均值作为参考值。这种方法的优势在于运用原理简洁，可以被广泛地应用到各类环境中。中国在曾使用超声波法针对高压变压器局部放电现象进行大规模测试，结果表明，超声波法可以对局部放电现象进行有效的检测判定，是一种十分理想的方法。
2.2气相色谱法
当变压器运行过程中出现局部放电现象时，绝缘材料会分解并生成许多气体，通过对生成气体组分及含量的测定，能对局部放电故障类别加以判定，这就是所谓的“气相色谱法”。一般来说，局部放电现象伴随产生的气体主要是H2和C2H6。由于气相色谱法能有效抵抗电气干扰且使用成本低，具有良好的自动识别功效，在变压器在线检测中获得了广泛的应用。不过这种方法也存在一定的不足，就是其对突发性故障的检测效果较差，仅仅能够充当定性分析，无法进行有效的定量分析，同时在检测气体的提取上还存在一定的难度。
2.3光检测法
这种检测方法主要是对局部放电过程中产生的光辐射进行检测，并借助光电倍增技术将相应的光电信号转化成光电流，借助特性分析实现对局部放电现象的有效识别。在实际应用中，考虑到光电倍增技术无法有效应对强光，加之所检测设备多不具备很好的透光性，所以其传感装置必须放置在设备内部，这也是光检测法在现场应用十分有限的主要原因。尽管如此，光检测技术在局部放电光谱、电磁波传播特征和绝缘老化机理分析等方面的应用还是十分广泛的。此外，伴随光纤技术的持续进步，光检测技术在应用中与声测技术的相互融合不断加深，从而使得其在局部放电中的应用越发广泛。
2.4红外热像法
这种方法是借由对变压器表层局部区域温度异常升高现象的检测实现对其内部由局部放电导致的电热能量转换现象的测定，进而实现对局部放电故障和实际状况的有效检测。这种方法在实际中通常应用于定性测量研究中，不过在对绝缘结构较为复杂的变压装置开展局部放电检测时，必须借助配套的计算机设备才能实现精准测定，这也在一定程度上对其更加广泛的运用造成了一定的阻碍【2】。
结语
局部放电现象是影响变压器正常运转的主要干扰因素之一，确保局部放电的有效控制是实现变压器长期有效运转的必要前提。鉴于此，针对变压器的实际运行特性和所处环境，操作人员应当对各类局部放电检测工艺进行充分的分析和研究，针对变压器运行实际情况选择适合的检测工艺，从而实现对局部放电故障的有效检测，为开展有针对性的治理提供有力保障。
参考文献：
[1]王丽斌.电力变压器局部放电检测技术简述[J].河北电力技术,2014,33(02):55.
[2]史晏廷,杨波,姚连成,杨靖,魏玉仁.变压器局部放电在线监测系统的研究[J].电子世界,2013(15):36-37.
作者简介:周成洪，男，1968年12月出生，重庆忠县人（籍贯）