变压器局部放电的检测方法简介

在设备运行的条件下发生局部放电时，伴随着出现声、光、化学、电磁辐射等各种物理现象，并且油中放电还会分解出气体，产生能量损失，引起局部过热。因此局部放电检测方法根据监测物理量的不同可分为：脉冲电流法、超声波法、化学分析法、超高频检测法等。
    
（1）超声波检测法用于检测变压器内部放电时产生的超声脉冲。超声传感器通常固定在变压器外壳上，利用压电晶体作为声一电换能器，将声波信号转换为电信号，并进一步放大后通过电缆传送至监测系统。该方法的优点在于不存在严重的电磁干扰，主要用于定性地判断局放信号的有无，以及结合电脉冲信号或者直接利用超声信号对局放源进行物理定位，现场使用较为方便。但在实际应用中存在的主要问题是：由于变压器内部结构复杂，局部放电所产生的超声波信号经过多次折射、反射后才能到达变压器外壳上的传感器。在这个过程中由于能量不断损耗造成严重的信号损失，因此对距离传感器较远的或发生在绝缘深处的放电往往检测不到。而且由于超声波在不同的传播介质中波速不同，故障定位精确度很难保证。其次，不同类型的放电故障产生的超声波频谱差异较小，几乎不能通过超声波信号对放电类型进行鉴别，故很难认识放电本质。最后，由于难以通过超声波标定放电量的大小，因此不易定量认识局部放电的严重程度。鉴于以上原因，超声波检测法一般不单独应用，而是作为其他检测方法的辅助测量手段。

（2）化学检测法。主要是指对变压器油的色谱分析法。局部放电发生时会引起变压器油中化学成分的改变，尤其是一些溶于油中的特殊气体，如二氧化碳、乙炔、甲烷和乙烯等的含量变化比较明显。通过对变压器油的定期抽样分析，就可以判断变压器的局部放电发展水平。该方法最大的优点是不存在各种复杂的抗干扰问题，而主要的缺点是实时性差，原因在于局部放电产生的油的成分变化要经过一段时间才能在油的取样点处得到反映。结果是变压器已经出现了问题，而色谱分析的结果却是正常的。总之，该方法对发现早期潜伏性故障较为灵敏，但不能反映突发性故障。

（3）超高频测量法测量放电产生的电磁辐射，其频带在数MHz至10MHz之间。它具有灵敏度高、对外界干扰的抑制能力强以及能够反映放电脉冲真实波形等优点，己应用于电机以及一些固体绝缘设备(如电缆、干式变压器等)中局部放电的检测。对电力变压器而言，局部放电发生在变压器内的油一隔板绝缘中，由于绝缘结构的复杂性，电磁波传播时会发生多次折反射及衰减;同时，变压器箱壁也会对电磁波的传播带来不利影响，这就增加了超高频电磁波检测的难度，因此，变压器超高频局放检测技术仍处于起步阶段。
      
（4）脉冲电流法是通过检测阻抗来检测变压器套管末屏接地线、外壳接地线、铁心接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流，而获得视在放电量。脉冲电流法是最早研究的，并且是迄今为止最广泛使用的一种检测方法，IEC对此制定了专门的检测标准。我国根据IEC76-3推荐标准，于1985年首次在“电力变压器GB1094.3-85”国家标准中规定了变压器局部放电测试方法。该检测方法灵敏度高、实时性好，而且可以测得放电量、放电重复率、平均电流以及放电能量等。因此这种方法得到了广泛的应用。但其缺点是电流传感器输出信噪比低，尤其是在线检测时，局放信号易被现场各种干扰所湮没，使得后续信号处理过程中的信号识别和干扰抑制比较困难。但随着计算机和各种新的数字信号处理方法的引入，用该方法研制的局部放电在线检测系统性能将有很大的改善。
   
（5）其他检测方法。红外检测是基于局部放电引起的局部温度升高，通过红外探测器和热成像来实现的。对于变压器局部过热故障，该方法较灵敏，但对于局部放电还没有产生明显局部过热时，该方法不理想，远没有达到自动监测的目的。光检测是利用局部放电产生的光辐射进行的。虽然在实验室中利用光测量来分析局放特征及绝缘劣化机理等方面取得了许多成果，但由于光测量设备复杂昂贵、灵敏度低，且需要被检测物质对光来说是透明的，因而不可能在现场应用。介质损耗率测量对发现局部故障不灵敏。

目前，在变压器局部放电监测中主要还是采用脉冲电流法和超声测量法，其中脉冲电流法灵敏度高、实现方便且可标定放电量是局部放电在线监测技术的基础。