局部放電檢測方法 — 電檢測法

電檢測法包括脈沖電流法、無線電干擾電壓法、超高頻UHF局部放電檢測技術(shù)、介質(zhì)損耗分析法
1.電檢測法
局部放電最直接的現(xiàn)象即引起電極間的電荷移，動每一次局部放電都伴有一定數(shù)量的電荷通過電。介質(zhì)引起試樣外部電極上的電壓變化另外每，次放電過程持續(xù)時間很短在氣隙中一次放電過程在10ns量級在油隙中一次放電時間也只有1ms根據(jù)Maxwell電磁理論如此短持續(xù)時間的放電脈，沖會產(chǎn)生高頻的電磁信號向外輻射局部放電電檢測法即是基于這兩個原理常見的檢測方法有脈沖電流法無線電干擾電壓法介質(zhì)損耗分析法等等特別是20世紀(jì)80年代由S.A.Boggs博士和G.C.Stone博士提出的超高頻檢測法近年來得到廣泛關(guān)注。并逐漸有實用化的產(chǎn)品問世2.1.1脈沖電流法
1.1脈沖電流法
脈沖電流法是一種應(yīng)用最為廣泛的局部放電測試方法國際電工委員會IEC專門對此方法制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)IEC-270該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工頻交流下局部放電的測試方法同時此方法也適合于直流條件下的局部放電測量脈沖電流法的基本測試回路分為直測法和平衡，法兩種直測法常遇到各種干擾特別是在現(xiàn)場環(huán)境下會嚴(yán)重影響測試靈敏度而平衡法由于其抑制共模干擾的優(yōu)良性能得到廣泛采用平衡法測試回路有西林電橋差分電橋以及雙電橋等形式，目前西林電橋干擾抑制比可達(dá)到幾十差分法可達(dá)到數(shù)百甚至上千但是平衡法的測量靈敏度一般，比直測法低脈沖電流法應(yīng)用廣泛目前市場上大部分電類局部放電測試儀都采用直測法回路如瑞士Haefely，公司的TE571局部放電測試儀JFD-2局部放電測試儀等等湖北省電力試驗研究院于2003年曾對三，峽工程左岸電站2號TWUM-840MVA/550kV變壓器進(jìn)行了現(xiàn)場局部放電的離線檢測檢測時最小背景干擾3.5pC最小檢測量33.5pC。
1.2無線電干擾電壓法
RIV無線電干擾電壓法包括射頻檢測法最早可追溯到1925年Schwarger發(fā)現(xiàn)電暈放電會發(fā)射電磁波通過無線電干擾電壓表可以檢測到局部放電的發(fā)生國外目前仍有采用無線電干擾電壓表檢測局部放電的運用在國內(nèi)常用射頻傳感器檢測放電故又叫射頻檢測法較常用射頻傳感器有電容傳感器Rogowski線圈電流傳感器和射頻天線傳感器等。
Rogowski線圈電流傳感器是20世紀(jì)80年代由英國的Wilson等人提出1996年吳廣寧等人對，該傳感器做出改進(jìn)設(shè)計出用于大型電機局部放電。在線監(jiān)測用的寬頻電流傳感器并獲得實用新型專。利ZL97242089.4該傳感器在我國陜西秦嶺發(fā)電廠蘭州西固熱電廠已有應(yīng)用[9]清華大學(xué)朱德恒等人將此傳感器用于大型汽輪發(fā)電機-變壓器組的局部放電在線監(jiān)測并在元寶山發(fā)電廠投入試運行取得一定效果RIV方法能定性檢測局部放電是否發(fā)生甚至可以根據(jù)電磁信號的強弱對電機線棒和沒有屏蔽層的長電纜進(jìn)行局部放電定位采用Rogowski線圈，傳感器也能定量檢測放電強度且測試頻帶較寬1~30MHz現(xiàn)場測試證明該方法具有較好的實用價值。
1.3超高頻UHF局部放電檢測技術(shù)
在20世紀(jì)80年代以前市場上局部放電檢測儀的工作頻帶僅在1MHz以下1982年Boggs和Stone在他們的試驗中使測試儀器的測量頻帶達(dá)到1GHz成功的測試出GIS中的初始局部放電脈沖[5]在此頻帶下噪聲信號衰減劇烈可有效的實現(xiàn)噪聲抑制且可以基本無損的再現(xiàn)局部放電脈沖從而深化對局部放電的機理性研究。
超高頻檢測又分為超高頻窄帶檢測和超高頻超寬頻帶檢測前者中心頻率在500MHz以上帶寬十幾MHz或幾十MHz后者帶寬可達(dá)幾GHz由于超高頻超寬頻帶檢測技術(shù)有噪聲抑制比高包含信息多等優(yōu)點受到人們的關(guān)注通常所說的超高頻檢測技術(shù)即指超高頻超寬頻帶檢測，用于超高頻局部放電檢測的傳感器主要為微帶，天線傳感器利用微帶天線作傳感器早在1980年Kurtz等人就提出過他們設(shè)計的傳感器用于大型電機局部放電測試安裝在一個或兩個磁極上可探測到單根定子線棒的放電目前微帶天線傳感器已在檢測大型電力變壓器GIS電力電纜等設(shè)備的局部放電上有相關(guān)應(yīng)用對于大電機局部放電檢測，H.G.Sedding等人在1991年提出一種定子槽耦合器statorslotcoupler該傳感器由接地平面帶狀感應(yīng)導(dǎo)體及兩端同軸輸出電纜組成其耦合方式既不是感性也不是容性而是具有分布參數(shù)的性質(zhì)因此具有非常寬的頻帶且能夠反映內(nèi)部放電和外部干擾在波形上的差異。
1.4介質(zhì)損耗分析法
DLA局部放電對絕緣材料的破壞作用是與局部放電，消耗的能量直接相關(guān)的因此對放電消耗功率的測量很早就引起人們的重視在大多數(shù)絕緣結(jié)構(gòu)中，隨著電壓的升高絕緣中氣隙或氣泡的數(shù)目將增加此外局部放電的現(xiàn)象將導(dǎo)致介質(zhì)的損壞從，而使得tgd大大增加因此可以通過測量tgd的值來測量局部放電能量從而判斷絕緣材料和結(jié)構(gòu)的性能情況。
介質(zhì)損耗分析法特別適用于測量低氣壓中存在，的輝光或者亞輝光放電由于輝光放電不產(chǎn)生放電脈沖信號而亞輝光放電的脈沖上升沿時間太長，普通的脈沖電流法檢測裝置中難以檢測出來但這種放電消耗的能量很大使得Dtgd很大故只有采用電橋法檢測Dtgd才能判斷這種放電的狀態(tài)和帶。來的危害。
但是。DLA方法只能定性的測量局部放電是否發(fā)生基本不能檢測局部放電量的大小這限制了。DLA方法的運用目前關(guān)于用DLA方法測局部放，電的報道還很少。
以上列舉了一些電力設(shè)備常用局部放電檢測方法從目前市場上看電測法仍是局部放電檢測中，最重要的手段其中的脈沖電流法已經(jīng)很成熟由于其檢測靈敏度很高且容易進(jìn)行放電量校準(zhǔn)采用高頻檢測阻抗還可準(zhǔn)確再現(xiàn)局部放電脈沖波形故在進(jìn)行局部放電機理研究實驗室離線測試中占，主導(dǎo)地位但是由于其易受到外電路的電磁干擾使其靈敏度大大下降在現(xiàn)場環(huán)境中脈沖電流法。
應(yīng)用并不很多無線電干擾電壓法中Rogowski線圈傳感器由于結(jié)構(gòu)簡單安裝方便檢測靈敏度高，頻帶寬等優(yōu)點在局部放電在線監(jiān)測中被廣泛采用現(xiàn)在大型電機變壓器GIS等設(shè)備的在線監(jiān)測中均有應(yīng)用超高頻檢測法是近年發(fā)展起來的新型局部放電檢測方法具有頻帶高靈敏度好抗電磁干擾能力強等顯著優(yōu)點被認(rèn)為是最有潛力的局部放電在線檢測方法但是超高頻檢測用微帶天線傳感器目前還在研究之中制造工藝要求甚高技術(shù)尚不成熟。