变压器局放检测及定位技术的现状与发展

国内外电力设备监测技术的研究己有30多年，近年来随着变电站项目的增加，变压器数量随之上升。虽然变压器有着安装速度快、运行可靠、受电磁干扰小等优势，但是难免出现异常，必须进行在线监测以及局部放电定位，故在线监测设备己经成为其常规配置。但是部分技术还不够成熟，应用经济性不足，迄今仍处于发展阶段。

国内外相继开发了多种在线监测及定位设备，诸如，1995年至1997年清华大学陆续研发了基于超高频法的便携式局部放电检测仪和330千伏的变压器局部放电在线检测系统，这两种检测设备均为外部传感器监测方式，具有较强的实际操作意义，也便于局部放电源定位。瑞士Zurich大学的Neuhold开发出一种将宽窄带的多通道、实时响应、高灵敏度等优势结合的变压器局部放电测量系统。每个通过都包括一个带有自动高压暂态保护的低噪声宽带传感器。宜于现场及实验室测试以及长期监测，可以实现对局部放电源的定位与识别。目前，局部放电检测与评价是变压器绝缘状态监测最重要的手段之一，而局部放电的状态可以通过描述局部放电产生的各种现象来描述，这些现象通常是局部放电检测的依据。局放过程中通常会产生气体生成物、电磁辐射、局部过热、电脉冲、超声波、光等现象，故检测方法有脉冲电流法、超声法、化学检测法、光学检测法、超高频法。

脉冲电流检测方法是研究最早也是应用最广泛的检测方法。这种方法将变压器等效为一个电容，局部放电时变压器两端会出现瞬间电压变化，经耦合电容至检测阻抗获得脉冲电流，与局放对应，处理后得到局部放电参数。脉冲电流法虽然实现起来比较简单，但是局限性很突出，主要有一下两点原因：1、检测信号的频带窄、频率低，丢失大量有效的局部放电信息；2、检测信噪比低，很容易受变电站背景噪声以及电晕的干扰。所以此方法仅在出厂时和离线测试中应用。

由于变压器内部产生局部放电时声音和冲击振动，因此可在腔体外壁上安装超声波传感器监测局部放电。信号经SF6气体、固体绝缘、金属筒等介质后传至传感器，由于检测信号是机械波信号，因此具有抗电磁干扰的能力，且定位精度随有效信号的增强而增强，故而有抗干扰能力强、定位精度高的优势。因此超声波法被认为是目前最成熟的局部放电检测方法之一。但是这种方法比较复杂通常需要有经验的技术员进行操作。

通过分析变压器中局部放电产生的气体生成物确定局部放电的程度，这种方法称为化学监测法。但是断路器正常开断时产生的电弧所生成的气体生成物会对局部放电状态的准确诊断造成影响；变压器中的吸附剂及干燥剂也会影响该方法的测量。故该方法存在准确度不高的缺点，对早期潜伏的故障灵敏度较高，但是不能应用于突发故障的监测。

光学检测法即是将局部放电产生的光辐射经光电倍增器转换后检测光电流以实现局部放电的识别的方法。它的有点是光电倍增器能够检测到甚至一个光子，但是光测法的设备及其昂贵，且射线被SF6气体及其他物质大量吸收，故有死角出现，灵敏度不高且不能够定位故障。

英国中央电力局实验室提出超高频法，该方法通过安置在变压器中的传感器检测局部放电磁波的UHF部分检测变压器的状态及定位局放源。该方法具有较强的抗干扰和定位局部放电源的能力。但是随着与局部放电源的距离增大，信号衰减很快，因此需要较多传感器。

下表简单比较和说明了上述5种检测方法的优缺点。比较5种方法可以看出：对变压器局部放电信号的检测方法中，超高频法和超声波法较为实用。

局部放电5种检测方法