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局部放电试验方法-非电测法

发布时间:2021-04-10 18:56人气:

局部放电检测

相对于电检测法,非电检测法抗电磁干扰能力强,对试品电容要求低。其中有声测法、光测法、化学法、红外热像法。

1. 声测法

介质中发生局部放电时,其瞬时释放的能量将放电源周围的介质加热,使其蒸发效果就像一个小爆炸。此时放电源如同一个声源向外发出声波,由于放电持续时间很短,所发射的声波频谱很宽,可达到数MHz。要有效检测声信号并将其转化为电信号,传感器的选择是关键。常用的声传感器有用于气体中的电容麦克风、电介体麦克风和动态麦克风。用于液体中类似于声纳的所谓水中听诊器、用于固体中的测震仪和声发射传感器。

在声一电传感器中,工作频带和灵敏度是两个最为重要的指标。若传感器工作频带过窄,脉冲相应时间过长,容易造成信号混叠。故必须保证传感器一定的工作频带。而在宽频传感器中要求传感器几何尺寸必须小于声波波长,但是减小传感器体积会导致传感器测量面积减小,进而降低测试灵敏度。反之若为了增大灵敏度而增大传感器几何尺寸又会导致传感器工作频带减小,实际设
计中往往结合现场条件折中考虑这两方面的要求。

声测法利用传感器将局部放电所产生的声信号转换为电信号,能较好的对变压器故障进行定位,但是声信号经过在绝缘油、空气中的传播,衰减,会发生畸变,因此不能真实地反映放电量的大小。所以一般经过电测法获得放电量的大小,结合声测法对变压器故障进行定位,两者结合起来应用。


2. 光测法

光测法,顾名思义,是将局部放电产生的光源转化为电信号以供测量,是通过光纤及传感器完成的。局部放电一般都发生在设备内部,若想获取放电产生的光源,必须侵入设备内部。所以光测法不适用于现场测量。

近年来,随着光纤技术的发展将光纤技术和声测法相结合提出了声光测法该方法采用光纤传感器局部放电产生的声波压迫使得光纤性质改变导致光纤输出信号改变从而可以测得放电,国外在电力变压器和GIS设备中均有相关应用。Black Burn等人将光纤传感器伸入到变压器内部测量局放当变压器内部发生局部放电时超声波在油中传播这种机械压力波挤压光纤引起光纤变形导致光折射率和光纤长度的变化从而光波将被调制通过适当的解调器即可测量出超声波,可实现放电定位[。光测法在笔者接触的电力工程试验中尚未接触
过有关的设备。

其中还有紫外成像法,紫外成像法是针对紫外线光谱进行侦测,通常用来检测被测物电晕或表面放电所产生的紫外线,以发现放电问题。在高压电气设备局部放电试验中,利用紫外成像技术快速寻找或定位绝缘子、套管等设备的放电部位,消除外部放电干扰源,有助于提高局部放电试验的有效性。但是这种方法不能检测变压器、GIS等设备的内部局部放电故障。


3. 化学检测法

化学检测法,应用于变压器局部放电检测中即油色谱分析法。当变压器发生放电故障时,产生的能量会使绝缘材料分解产生气体溶解在变压器绝缘油中,通过检测变压器气体的含量,判断变压器局部放电是否存在。目前,该方法广泛用于变压器的油气分析,在指导变压器的安全运行方面取得了一定的成绩。

气相色谱检测法是根据局部放电所产生的分解气体来判断局部放电的程度和局部放电的模式。该方法已广泛应用于变压器的油气分析,在指导变压器的安全运行方面取得了一定的成绩。该方法可以避免电磁干扰的影响;可以根据局部放电所分解气体的成分和浓度判断局部放电的模式,目前已有三比值法、电协研法等判断方法,一些新的判断方法如模糊数学、模糊模式多层聚类、人工神经网络、模糊神经网络等的新的判断方法也陆续提出。

气相色谱法现被广泛应用于局部放电在线监测。在线监测技术包括单组分、多组分气体两大类。单组分的H2监测技术运用较早,能监测内部初期故障,并反映多数电气缺陷,但有监测组分单一、故障诊断迟延等技术局限。该方法的优点是不受外界电磁干扰的影响,准确度较高。缺点在于油气分离是一个长期的过程,存在较大的时延性,对发现在早期潜伏性故障较敏感,无法反应突发性故障;且只能对故障做定性分析,不能做定量判断;气体检测器对检测到的气体均敏感,在线提取气体组成有一定的困难。故不适用于现场交
接或预防性试验,但是可以结合电测法对变压器故障做出判断。


4. 红外热像法

红外热像法。它是基于变压器内部局部放电产生的电热能量引起局部区域的温度升高,通过红外探测器和热成像来实现检测的。优点是使用方便,结果直观,对于变压器局部过热故障比较灵敏。缺点是当局部放电还没有产生明显局部过热时或故障点处于变压器深处时,该方法效果不理想。其用于定性测量有其一定意义,但用于定量研究还存在困难,目前多用于套管的检测。

关于这些检测方法的研究都取得了一定的进展,主要表现在所用传感器灵敏度的提高、数字处理水平的提高以及各种数学方法的应用,大大提高了测量的精度与可靠性,并且使这些方法向在线监测领域转换。尽管如此还存在一些问题需要进一步解决,最主要的是如何在运行现场强大的干扰中进行信号的检测和辨识,目前还没有找到在各种场合都适用的方法。

在众多非电量检测中,超声测法和化学检测法受到人们普遍关注。超声测法能够有效地定位放电源,化学检测法在气体液体绝缘介质中应用广泛。但非电量检测法较之电量检测法灵敏度不高,且很难或者不能对放电性质放电强度进行判断。故常和电检测法结合应用作为电检测法的辅助检测手段。

上述是现今应用较多的试验方法,应用于各种现场试验以及变压器在线监测。这些方法各有利弊,要根据实际情况采取不同方法。但是在现场交接及预防性试验中,应用最广的仍是脉冲电流法。

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