电力变压器局部放电超高频检测技术探析
局部放电是导致电力变压器失效的最主要原因之一，对其进行有效的检测与处理，能够保证变压器始终处于最稳定的工作状况中。本文则分析了一种超高频检测方案，首先指出了该方法的检测原理与优势之处，进而将其应用于某变电站的实际检测中，结果显示效果良好。
标签：变压器；局部放电；超高频；检测
对变压器进行绝缘状态监测是保证其稳定发挥作用的关键工作，需要格外重视。局部放电检测是最主要的检测方法，目前最为有效的局部放电检测方案当属超高频检测技术，其检测精度高、定位准确且抗干扰能力极强。为了深入研究该技术的应用效果，我们首先应该对其形成一个基本认识。
一、超高频检测技术简介
（一）超高频检测系统组成
无论是何种超高频检测系统，其基本组成均必须包括传感器、信号处理模块、数据采集模块等，其中数据采集模块又可进一步细分为采集卡和工控机。对各部件的作用分析如下：
传感器主要指超高频传感器，主要作用是检测并传输高频电信号；信号处理模块利用设置好的指令，从传感器接受并传输的信号中滤取所需带宽及频率的信号，清除干扰源；数据采集卡最终接受获取的所需信号，并传输至工控机进行最终的数据处理。
（二）局部放电原因
电气绝缘系统各个不同部位的电场，其强度往往差异很大，当某一局部的电场强度足以击穿绝缘屏障后，即会出现局部放电现象，但这种放电尚未贯穿整个绝缘系统，因此并不会对电网运行产生实际影响。一般情况下，高电场强度下，绝缘体电气强度较弱的位置会出现局部放电。局部放电虽然不会完全击穿整个绝缘屏障，但却会损坏电介质，尤其是有机电介质，从而在一定程度上降低整个变压器绝缘屏障的电气强度，长此以往，必然会影响变压器的正常工作。
（三）局部放电形成超高频电磁波的原因
每一次的局部放电都伴随有正负电荷的中和，因此会形成电流脉冲，向周围辐射电磁波。放电间隙越小，放电持续时间越短，因此电流脉冲越陡，辐射电磁波的频率也就越高。同时，局部放电区域绝缘强度越高，击穿越快，电流脉冲也就越陡，辐射电磁波的频率同样也就越强。因此，在变压器绝缘区域，局部放电所形成的电磁波一般频率较高。
二、实际应用分析
（一）变压器局部放电模型建立
为了验证局部放电超高频检测技术的有效性，笔者选择了实验验证的方案，首先建立了典型的变压器局部放电模型，包括针板放电、沿面放电两类，其示意图如下所示。为了排除材料因素的干扰，本实验的电极均由黄铜制造，且表面和边缘均经过有效的光滑、去毛刺处理，电极螺帽为球形螺帽，绝缘纸板为变压器专用纸板，且已经过了有效的干燥、加热处理。
（二）实验结果分析
1、干扰分析
本电力变压器局部饭店超高频检测系统运行后，首先检测背景噪声，显示器最大值为10mV，随后断开信号输入线，发现电磁背景未出现改变，这充分说明点此背景均由数据采集卡带来，而于运算放大器无关。
在开展实验的过程中，可能干扰电磁信号采集的，主要有实验室日光灯、继电器、手机的干扰。分析可知，日光灯只会影响局部放电检测，而不会影响超高频信号的采集、继电器干扰明显可以区分，而手机由人为引入，完全可以排除于实验室之外。
2、局部放电的频谱特征分析
既往研究显示，油中针板放电、绝缘纸板沿面放电是两类具有代表性的电力变压器局部放电类型，随着变压器两端电压的升高，放电信号的频谱变化往往较小，但幅值变化却往往很大，且针板放电的电磁波频率一般不超过1000MHz，而沿面放电的频率往往在500到800MHz内，这给本文的研究提供了一定的数据参考。
为了保证数据的准确性，在本次研究中，针板放电每次采集500个工频周期信号，而燕面放电每次采集200个工频时域信号，对数据进行统计分析，并生成放电谱图后，最终发现，两种放电类型在相位及其他谱图特征中均有其显著特征。
首先，针板放电于油中进行，较为不稳定，当两者距离小时，击穿放电往往优先于局部放电，且观察到的局部放电随机性很大，这可能是因为杂质的影响有关。改用油-屏障针板放电后，结果显示只有在较高的电压环境下，才可能会出现此类放电，且放电均出现在电压峰值附近，付伴奏的次数略微多余正半周。
其次，沿面放电在低电压下即会出现，放电极不稳定，发生几次后，只有继续加压，才会重新出现。放电主要集中在电压峰值附近，放电量大、强度高，电磁波幅值却相对较小。
由此可见，利用超高频检测技术，确实能在一定程度上描述电力变压器的局部放电情况。
3、实际应用分析
为了进一步研究该技术在实际应用中的效果，笔者对某500kV三相分离变压器进行了持续性的检测，并发现其中V相放电量要明显高于其他两相，半年之后，V相变压器异常，充分显示了该检测方案的有效性。
结束语：
电力变压器的稳定运行，对保证整个电网系统的稳定运行意义极大，这就需要我们通过各种技术手段确定其工作状况是否存在异常。局部放电检测技术正是这样一个有效的技术，然而传统的检测方案测量频率低，抗干扰能力不强，且很难适应在线监测的方式。本文的研究则表明超高频检测技术能够有效解决这些问题，在文章的最后，不仅通过实验验证的方式，证实了其有效性，还通过一起成功的预测实例，表现出了该技术的效果。
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