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摘要：最后几年，变压器带电检测工作受到了人们的广泛关注，不少国家的相关学者都进行了相应的实验及理论研究，研究对象主要是高频电流检测法、超声波法、特高频法等带电检测法。已有研究表明，与离线试验及在线监测相比，带电检测不仅兼有二者优点，还具备非侵入、便携性、操作简便等独特优势。
关键词：电力变压器；局部放电；带电检测；定位技术
引言
随着社会经济发展水平的不断提升，电力行业逐渐开始向自动化和智能化方向发展，智能电网的建设技术也逐渐成熟，以更好地保障电力系统运行的安全性和稳定性。从现实情况来看，电力变压器局部放电问题导致电力设备时常出现运行故障。造成电力变压器局部放电的原因比较复杂，因此有必要通过有效应用带电检测及定位技术对这一课题进行研究。
1局部放电带电检测方法
1.1高频电流法
该方法是由传统脉冲电流法演变而来的，属于非电接触式测量法，测量抗阻为高频罗氏线圈，局部放电产生的脉冲电流信号又耦合回路中获取。高频电流法的信号应引入测量回路的等效阻抗非常小，而且能够在不影响设备运行的情况下进行非电接触式测量，以开环式结构罗氏线圈较为常见。
1.2超高频检测法
局部放电会产生超高频率的电磁波，且在金属箱中的衰减速度较慢，因此能够在变压器设备内部进行传播并通过金属箱体传出，所以，能够利用超高频传感器进行检测，获取局部放电的信息，从而对设备内部的绝缘状态进行诊断。超高频传感器由安装方式的不同分为内置型以及外置型两种。超高频传感器能够检测到300-3000MHz范围内的电磁波，能够有效避开现场干扰。高频传感器的瞬态响应良好、灵敏度较高，且线性度好。但是由于变压设备内部结构复杂，不同的局部放电强度、传播差异以及衰减程度的不同会对高频传感器的检测带来一定误差。
1.3超声波检测法
电力变压器的局部放电主要是由于绝缘材料的缝隙产生的气体之间发生强烈运动、碰撞，进而产生一种强大的压力，进而产生超声波，超声波在油和绝缘纸板中传播到达变压器外壳，在外壳上也产生一定压力，因此可通过贴附在变压器外壳上的超声波传感器来检测变压器内部的局部放电情况。超声波检测法的主要适用范围是频率在20-200kHz之间的变压器局部放电检测，抗干扰能力较强。由于声压信号幅值与放电量之间是正相关关系，因此可以通过超声波法定性判断变压器内部的放电量大小。在局部放电类型识别方面，对超声波参数如到达时间、放电次数、幅度、能量和持续时间等进行了提取计算，指出不同的放电类型有着不同的相位分布特征以及不同的频谱特征;基于局放超声波特征参数统计，建立了超声信号典型图谱，可初步实现局部放电模式识别。
1.4光学检测法
变压器发生局部放电时，变压器油会产生发光、发热的现象，所以可以采用光电探测仪器对这些光辐射进行检测，通过光信号的数据来判定局部放电特征，光学检测具有抗干扰能力强、灵敏性高等特点。光电探测仪器取得的光辐射信号与传统脉冲电流检测的放电量相似，所以能够判断放电的程度。光学检测法包括使用普通光学传感器以及荧光光纤检测，普通光学传感器只能从设备的外部进行检测，但无法伸入设备内部；荧光光纤检测技术能够对设备内部的关键部位进行检测。相关研究将光学检测与脉冲电流检测进行了对比，结果显示光学检测获取的光信号能够较好地对局部放电的次数和强弱进行反映，得到的数据接近真实。这是检测变压器局部放电的一种新的技术和思路，其中有很多专业性的问题需要进行研究解决，如成本问题、影响检测信号的因素等。
1.5油中气体溶解检测法
电力变压器局部放电意味着液体绝缘油或者固定绝缘纸板老化，导致大量可溶解在油中的低分子烃类气体产生，如甲烷、乙烷、乙炔、乙烯、一氧化碳、二氧化碳和氢气等。如果检测油中的成分，即可判断电子变压器是否发生局部放电现象。在利用油中气体溶解分析检测法时，检测结果不仅不会受到磁场因素的干扰，还能实现离线检测，应用优势显著。这种检测法对经验判断有较强依赖性，影响检测结果的准确度。
2变压器局部放电带电检测定位措施
2.1超声波检测定位
超声波定位法的主要依据就是，超声信号及电脉冲信号之间存在一定的时延，可以充分发挥时延作用完成定位。这种定位方具有以下优势，即操作方便、抗干扰能力强、在线监测结果较准确等，因此受到了研究人员的关注。利用超声波进行局部放电定位时，首先选取贴附在变压器箱体上的一路传感器作为参考点，分别测得放电信号传播至其他传感器与参考传感器间的相对时延将此时间差带入满足该组传感器几何关系方程组求解，即可得到放电的几何位置，也称双曲面法。据此原理，影响变压器局部放电定位精度的主要包括三方面，即定位计算方法、超声传感器间时延估计以及等值声速ⅴ的取值。
2.2特高频检测定位
一般情况下，特高频电磁信号本身就拥有较强的抗干扰能力加之电磁波在变压器中具有较快的传播速度，这些特征都为其准确定位奠定了基础，但是高频电磁波也有一定的缺陷，就是无法穿透金属完成传播，遵循几何绕射理论，而电力变压器内部结构复杂，绝缘纸板、绕组等都会影响电磁波的传播路径，有必要探讨影响UHF电磁波传播的影响因素。以油纸复合绝缘介质为例，电磁波在其中的传播损耗较小，但是在良导体中的传播大都发生了反射。如果在放电源和特高频传感器之间放置铁心及变压器线圈等进行对比试验，发现变压器铁心等实体金属对电磁波造成强烈衰减，信号首峰难以分辨，而电磁波可有效穿越绕组线圈并接近直线传播。虽然针对现场电力变压器局部放电定位问题，许多研究人员开发出多种定位算法与时延估计方法，但仍与实际放电位置有很大误差。
2.3联合定位法
由于采用单一的方法进行定位，会受到较大的影响，从而导致定位不准确，如脉冲电流容易受到噪音等影响，且抗干扰能力较低。所以，为了提高局部放电定位的准确性，越来越多的联合定位方法被使用，如特高频-声联合定位、特高频-光联合定位等。特高频-声联合定位是超声波与特高频方法相结合的定位方法，定位时，在变压器充油阀附近安置特高频传感器，能够避免特高频电磁波的衰减问题，然后通过获取的特高频信号初步判断放电位置；然后在距离较近的俩个充油阀附近分别安置超声波传感器，采用获取到的超声信号时差与高频电磁波时差相比较，选取相近的时差作为参考时差，从而能够更准确地对放电位置进行定位。特高频-声联合定位弥补了单一特高频定位和超声波定位的缺陷，能够对放电位置进行快速、准确的定位。特高频信号具有干扰小、反应灵敏等优点，所以才采用特高频进行初步定位，缩小范围，然后采用光学进行精确定位，能够让局部放电定位更加准确。
结束语
综上所述，针对电力变压器局部放电带电检测及定位技术的探究十分必要。为了解决局部放电问题，国内外涌现很多带电检测及定位技术，各自具有不同的优势和缺陷，应结合具体情况，发挥相关技术的最大作用。根据研究发现，联合使用多种带电检测及定位方法能够有效提升检测定位的准确度和效率。
参考文献
[1]臧其贤，热孜万古丽?托呼提.电力变压器局部放电带电检测及定位技术研究[J].科技经济导刊.2017(20)
[2]刘嘉林，董明，安珊，杨兰均，邝石，张伟政.电力变压器局部放电带电检测及定位技术综述[J].绝缘材料.2015(08)
[3]张杰，付泉泳，袁野.变压器局部放电带电检测技术应用研究[J].变压器.2018(08)