局部放电绝缘检测方法

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常用的局部放电检测方法有以下五种：
1.超声波检测法  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。超声波方法用于在线监测局部放电的监测频带一般均在20kHz～230kHz之间。NRJF-H局部放电检测仪
超声波法检测变压器局部放电具有以下优点：
①易于实现在线检测;
②便于空间定位;
③可望实现利用超声波法进行模式识别和定量分析;
④超声波法的进一步研究有望得到一些新的放电信息。
目前在超声波测量局部放电的研究工作方面取得了不少的成果，但利用超声波进行局部放电的放电量的大小确定和模式识别方面的工作却作的很少,有效的成果也不多，究其原因，超声波法测量局部放电目前主要存在以下三个方面的问题：
①局部放电产生超声波机理问题;
②超声波的传播路径问题;
③对声信号的处理方法问题。
2.宽频带脉冲电流检测法
  宽频带脉冲电流检测技术是在足够宽的检测频带范围内检测局部放电产生的脉冲电流信号，局部放电信号一般通过安装在被测设备接地线上的穿芯式电流传感器或钳型电流传感器来获得，在实验室条件下也可在放电模型接地回路中串入无感电阻来获得真实的局部放电信号，一般检测频带为1kHz～50MHz。
  从本质上讲，宽带脉冲电流法检测方法是常规脉冲电流法(多为40kHz～200kHz，至多不超过1MHz)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。意大利Montanari在超宽带的局部放电检测方面的研究就取得了显著效果，他们通过宽带局部放电信号的波形特征成功地进行了信号与噪声的分离，在此基础上对不同特征的脉冲信号进行分类统计，实现了现场抗干扰和多放电模式的区分。NRJF-H局部放电检测仪
3.油中溶解气体分析法(DGA法)

  溶解气体分析法英文简称DGA(Dissolved Gas Analysis)。当充油电力设备内部发生热故障、放电性故障或者油、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(局放、过热等)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（如NRJF-3000局部放电检测系统），是当前在变压器局部放电检测领域非常有效的方法。

  A方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、模糊模式多层聚类、人工神经网络、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，实时性较差。
4.常规脉冲电流法
  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，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，其特点是测量灵敏度高，可以获得一些局部放电的基本量(如：视在放电量、放电次数以及放电相位)等。
常规脉冲电流法的缺点在于：
①由于运行现场干扰严重，导致常规脉冲电流法很难有效应用于在线监测;
②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;
③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，局部放电检测仪器的测量灵敏度随着试品电容增加而下降;
④测量频率低，频带窄，包含的信息量少。
5.特高频法(UHF法)
  特高频法(以下简称UHF法)是目前局部放电检测的一种新方法，研究认为，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。NRJF-H局部放电检测仪
  该技术的特点在于：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。

王栋春

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