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局部放电检测的常见方法有哪些?

发布时间:2017-11-03 浏览数:67

 随着技术的发展,在对局部放电的检测中大家会使用到各种类型的局部放电检测仪,它们各自采用的原理和方法不尽相同,下面编者为大家去简单先容下主流的局部放电的方法,常用的检测方法主要有以下五种:
1.超声波检测法
超声波检测法是将超声传感器固定在变压器的油枕壁上(大家称之为体外检测),通过传感器来感受到变压器内部局部放电产生的超声波信号,由此来检测到局部放电的大小和位置。超声波是通过检测电力设备局部放电产生的超声波信号来测量局部放电的大小和位置。在实际检测中,超声传感器主要是通过贴在电气设备外壳上以体外检测的方式进行的。通常来说,大家采用的超声波传感器是压电传感器,选用的频率范围是70-150KHz,目的是为了避开变压器的机械振动噪声和铁芯的磁噪声。
这种检测方法有什么样的优点呢?
能够在线检测,便于空间定位
可望实现利用超声波法进行模式识别和定量分析
对超声波法的研究可以得到一些新的放电信息
虽然目前超声波法检测局部放电有一定的成果,但是大家发现在利用超声波进行局部放电量的大小确定和模式识别方面的研究和应用却不是很多。与此同时,超声波的传感器抗磁电干扰能力较差,灵敏度也不高,这也增加了检测的难度和精度。
2.常规脉冲电流法
研究表明,局部放电过程中会伴随着电荷的迁移,迁移电荷可在外围测量回路中产生脉冲电流,因此通过检测该脉冲电流便可实现对局部放电的测量。常规脉冲电流法通过检测阻抗或电流传感器,检测电力设备及部件内部由于局部放电引起的脉冲电流信号,获得视在放电量。
常规脉冲电流法是研究最早、应用最广泛的一种检测方法,IEC-60270为IEC正式公布的局部放电测量标准。该方法测量放电时回路电荷变化所引起的脉冲电流来实现对高压电力设备局部放电的检测。脉冲电流法采用的传感器为耦合电容(如变压器套管末屏)或电流传感器,其测量频带一般为脉冲电流信号的低频段部分,通常为数kHz至数百kHz(至多为数MHz)。目前,常规脉冲电流法广泛用于变压器型式试验、预防和交接试验、变压器局部放电实验研究等,其优点是测量灵敏度高,可以获得一些局部放电的基本数据包括放电量、放电次数以及放电相位等。
而常规脉冲电流法的缺点也显而易见:
测量频率低,频带窄,包含的信息量少
运行现场干扰比较复杂,导致常规脉冲电流法很难有效应用于在线监测
对于变压器这类具有绕组结构的设备,由于局部放电在绕组内的传播导致脉冲电流法在标定时产生很大的误差  
由于检测阻抗和放大器对测量的灵敏度、准确度、分辨率以及动态范围等都有影响,当被检测对象的电容量较大时,受耦合电容的影响,局部放电检测仪的测量灵敏度随着试品电容增加而下降
3.宽频带脉冲电流检测法
脉冲电流法是通过检测阻抗、检测变压器套管接地线、铁芯接地线、外壳接地线以及绕组中由于局部放电引起的脉冲电流来获得放电量。而宽频带脉冲电流检测法是常规脉冲电流法在频率范围上的展宽,这就使其具有测量频带宽包含的局部放电信息量大等优点,既保留了常规脉冲电流法可以测量放电量的优点,同时可以更加真实地反映局部放电的原始脉冲电流特征,为采用脉冲电流波形分析的方法进行信号与噪声分离提供了可能,配合局部放电信号其他统计谱图可以实现不同放电模式的模式识别。
4.油中溶解气体分析法(DGA法)
溶解气体分析法:Dissolved Gas Analysis(简称DGA法)。当充油电力设备内部发生放电性故障、热故障或者油、纸老化时,会产生多种气体。这些气体会溶解于油中,不同类型的气体及其浓度可以反映不同类型的故障,对油中溶解气体的监测和分析是充油电气设备绝缘诊断的重要内容。DGA法是通过检测变压器油分解产生的各种气体的组成和浓度来确定故障(过热、局放等)状态。在大量实践的基础上,国家标准GB7252-2001规定了不同故障类型产生的气体成分。不同性质的故障所产生的油中溶解气体的组分是不同的,据此可以判断故障的类型,国际电工委员会和我国国家标准推荐用C2H2/C2H4,CH4/H2,C2H4/C2H6三个比值来判断故障的性质。该方法目前已广泛应用于变压器的在线故障诊断中,并且建立起故障诊断的专家系统,是当前在变压器局部放电检测领域非常有效的方法。
DGA法的优点是不受外界电磁干扰的影响,数据较为可靠,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、大卫三角法等判断方法,一些新的判断方法如模糊数学、人工神经网络、模糊模式多层聚类、模糊神经网络等新的判断方法也陆续提出。对渐变性绝缘缺陷的判断技术相对较为成熟,缺点在于从局部放电的发生到可检测到特征气体往往需要较长的时间,很难捕捉到突发性故障的征迹,实时性比较差。
5.特高频法(UHF法)局部放电检测
特高频法:Ultra High Frequency,是目前局部放电检测的一种新方法,研究表明,每一次局部放电过程都伴随着正负电荷的中和,沿放电通道将会有过程极短陡度很大的脉冲电流产生,电流脉冲的陡度比较大,辐射的电磁波信号的特高频分量比较丰富。目前实验已经证明,变压器(油中放电脉冲的上升沿很陡,一般在1ns以内)、GIS内部局部放电等均能够激发出很高频率的电磁波,最高可达数GHz。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。
这种检测方法在于: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;检测频带宽,所以其检测灵敏度很高;而且可识别故障类型和进行定位。同时特高频方法采取天线空间耦合射频信号的方式使监测系统与被检测对象之间没有电气连接,对操作人员及监测设备而言都具有更高的安全性。
目前,特高频方法的研究也面临着一些问题,由于测量机理与脉冲电流法不同,因此无法进行视在放电量的标定,而且一般外置式传感器灵敏度明显低于内置式,所以现场一般需要对现场变压器的结构上进行一些改动,一般是变压器预埋传感器开孔或利用放油阀将特高频传感器伸进变压器箱体,从而对这种检测方法的推广还存在一定的障碍。

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