变压器局部放电检测定位技术系列论述

(五) 各种变压器局部放电在线监测方法介绍

一、 技术背景

大量故障统计表明，变压器故障中绝缘故障占有较高的比重。发生绝缘故障的原因主要是绝缘薄弱处的局部放电引起的绝缘老化和失效，并最终导致绝缘击穿。局部放电检测能够提前反映变压器的绝缘状况，发现变压器内部的绝缘缺陷，从而预防潜伏性和突发性事故的发生。准确地对变压器局部放电监测和定位是实现状态维修的重要前提之一。 变压器局部放电检测方法概括有超声波法、特高频法、油气色谱分析法、变压器局部放电监测定位系统等多种检测方法。

二、变压器局部放电在线监测方法介绍

1. 油中气体色谱分析法

它是基于油中气体成分分析(DGA)的化学检测方法。变压器采用油纸绝缘结构，当变压器油受到高电场能量作用时，即使温度较低，也会分解气体，如甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，也可能生成碳的固体颗粒及碳氢聚合物。检测油中气相色谱法可查出其所含上述气体组分的量值。它的优点是不受外界电磁干扰影响，在变电站得到普遍应用，但它不能检测故障点的位置。而且对于突发性故障不能反映出来。 2. 超声波检测法

典型的超声波传感器的频带大多为50kHz～200 kHz。将超声探头放置在变压器外壳的各个部位，获取从变压器局内部放电传出来的超声波信号，同时还要获取放电的电信号相配合计算出放电源的位置。该方法的优点是不影响电气主设备的安全运行，并且受电磁干扰影响较小，缺点是放电源和超声探头之间的波阻抗异常复杂，超声波信号常常因为传播途径复杂、衰减严重而导致检测灵敏度很低。 3. UHF（特高频） 法

这是目前变压器局部放电检测的一种新方法，通过天线传感器接收局部放电过程辐射的UHF 电磁波，实现局部放电的检测。由于检测频段较高，可以有效地避开常规局部放电测量中的电晕、开关操作等多种电气干扰, UHF 法能否检测电力变压器局部放电的位置，仍然是一个科研课题。其困难表现在：

（1）变压器结构复杂，局部放电产生的UHF电磁波在变压器内的传播特性尚不明了，特

别是在铁心、绕组等障碍物对UHF 电磁波的衰减和畸变作用下最短光程原理的有效性问题是定位可行与否的首要问题。

（2）UHF 信号时延精确测量是进行准确局部放电定位的关键所在。由于电磁波在变压器

中的传播速度极快，仅稍低于真空中的光速，因此其时延精确测量十分困难，采用什么样的定位频带、时延测量应满足何种精度、如何达到这种测量精度等等都是UHF

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法所必须解决的问题。

4. 变压器局部放电在线监测定位系统 (武汉利捷电子技术有限责任公司)

在变压器高压套管末屏及中性点安装高频电流传感器获取信号，采用专利技术“电力变压器局部放电电气定位方法” 剔除干扰，检测出变压器内部局部放电量和故障点位置。

三、各种方法互补性

要开展变压器状态检修工作，首先必须要做好变压器的状态监测与状态评价工作,及时掌握变压器的健康状况。变压器局部放电检测和故障点定位是变压器运行状态评价的重要状态量，油中气体色谱分析法虽然在变电站中得到普遍应用，但它不能检测故障点的位置。而且对于突发性故障不能反映出来。因此有必要寻找第二种方法来互相配合以弥补油中气体色谱分析法的不足。

由于UHF检测法只能检测到局部放电信号的相对变化量,而且它也不能确定故障源的位置，因此，UHF法不是油中气体色谱分析法的最好搭档，没有互补性。变压器局部放电在线电气定位法能较好的弥补油气色谱分析法的不足之处。它不但能检测出变压器运行时放电量还能定出放电点的位置。

四、 变压器局部放电在线监测方法比较

检测变压器局部放电在方法 线监测定位系统 1. 可检测变压器局 部放电量。 2. 比油气色谱分析法灵敏度高，对优点 于突发性故障能及时反映出来。 3. 可确定故障点位置。 1.套管末屏要安装 传感器。 缺点 2.变压器要停电一次，进行变压器特性参数测定及校准试验。 变压器油中气体色谱分析法 1.不受外界电磁干扰影响。 2.根据色谱可分析故障种类。 UHF(特高频)法 可以有效地避开常规局部放电测量中的电晕、开关操作等多种电气干扰。 超声波法 1.不影响电气主设备的安全运行。 2.受电磁干扰影响较小。 3.可以检测故障点位置。 1.不能检测故障点的位置。 2.对于突发性故障不能及时反映出来。 3.要停电安装及改造变压器油路管道 1.只能检测到局部放电信号的相对变化量 2.不能检测故障点的位置。 3.要停电安装及改造变压器油路管道 1.受环境噪声影响 2. 超声波信号因为传播途径复杂、衰减严重而导致检测灵敏度很低。 3.无法监测变压器局部放电量 2