在局部放电发生过程中,会伴随光信号、电信号、声信号、热和各种气体等物质的发出,因此我们可以通过监测这些信号来间接监测变压器的局部放电情况。根据监测信号和技术的不同,目前局部放电的监测方法可为分为以下几类:脉冲电流法、气相色谱法、光检测法、超高频检测法和超声波检测法等。
1、脉冲电流法
当变压器发生局部放电现象时会同时向外发出电脉冲信号,我们可以通过检测变压器铁芯接地线、套管末屏接地线或中性点接地线上的脉冲电流来实现对变压器局部放电的检测,该方法称为脉冲电流法。通过与标准局放量的比较来判断变压器绝缘的好坏,对变压器运行状态做出判断。脉冲电流法由于可以直接对放电的电荷量进行测量,因此较易于判断变压器的故障情况,也正因此得到了很大重视。但是该方法不容易在现场实现,因为在现场会存在大量电的磁的干扰,使测量的数据存在很大误差,导致最后结果不尽人意。另外当监测试样具有较大电容时,其需要的耦合电容很难满足,监测灵敏度会受到一定限制等。2、气相色谱检测法
局部放电会促进绝缘的老化和裂解,致使在这一过程中产生一些气体溶解到变压器油中,这些气体主要包括C2H4, CH4, C2H2, C2H6等烃类和 H2、CO、 CO2等。研究发现,这些气体的含量比、总量及产生的速率与局部放电的性质都存在着很大的联系,因此可以通过对变压器油中的这些气体进行色谱分析,提取出气体含量信息,利用大卫三角或三比值等算法实现对变压器故障状态的诊断。但是由于这些气体从产生到被检测、分析出来需要一定的时间,因此该方法不能对一些突发性故障进行监测,也不能实现局放源的定位。3. 光检测法
局部放电的发生会伴随着光信号的发出,光检测局部放电的方法就是利用特殊的装置来检测局部放电产生的光信号,将检测到的光信号实现光电转换,利用光电流的方式对局部放电进行检测。这种监测方法从理论上来说是可以的,但是还存在以下问题,一是光检测法所用到的设备都非常昂贵,提高了成本,二是光信号与局部放电的关系研究的还少,需要更进一步的研究。但是随着是近年来光纤技术的发展,人们提出使用光和声相结合来实现局部放电的检测,该方法非常有前景,不但能提高现场的抗干扰性能,也能提高检测的准确性及局放源定位的准确性。4. 超高频检测法
超高频检测法主要是通过监测局部放电发生过程中发出的频率在300-3000MHz之间的电信号来实现局部放电的检测的。该方法不但避开了绝大部分干扰信号的频带,提高了信号监测的抗干扰性能,而且超高频信号频带较宽,携带更丰富的局部放电信息,能够较全面的反映局部放电的特征。不过,由于变压器的结构比较复杂,超高频信号在传输过程中会发生反射、折射现象,导致信号的衰减比较严重,使信号的检测比较困难。5. 超声波检测法
局部放电的发生,不单会有电荷、光和热的产生,同时还会伴随超声波的发出。我们可以利用超声波传感器来接收局部放电的超声信号,通过压电陶瓷的压电原理把接收到的超声信号转换为相应的电压信号,然后经过放大处理利用高速数据采集卡进行采集、保存和处理,进而实现变压器局部放电的在线检测。这种方法不仅可以监测到局放的有无,应用多个传感器对局放进行定位,还能通过对监测到的超声信号进行处理实现不同局部放电类型信号的识别,判断局部放电的性质和位置。该方法是一种无损检测方法,整个监测系统与被监测变压器不发生电气联系,仅通过安装在变压器箱壁上的超声传感器来测量声音信号,对变压器无任何影响。另外,超声波与电磁波及普通噪声信号不同,几乎不受它们的干扰,在线与离线检测结果相同,相对其他在线监测方法来说,基于超声波的在线监测方法是最为安全的。
总之,利用放电超声波对干式变压器的局部放电进行监测,其方法不但简单而且还比较有效,监测精度很高,可实现局放源的定位及局放类型的模式识别。