电力变压器局部放电带电检测与定位技术
摘要：变压器中绝缘部分的质量对变压器设备整体的使用性能和寿命都至关重要，因为绝缘劣化将产生局部放电现象，引发电力设备故障。这种情况是因为变
压器内部各体制间的绝缘体为部分桥接，这样在一定范围内的导体会在绝缘体放
电时产生带电反应。一般的局部放电可视作电力输送设备中的常规现象，不会对
整个变压器系统造成过大的影响，由于电力强度较高会造成电弧击穿。若局部放
电现象出现的较为频繁，发生点位较多时就会破坏电力变压器的完整性，电场强
度越大，故障发生率越高，用电风险也会加大。
关键词：电力变压器；局部放电带电检测；定位技术
1导言
电力变压器是电力系统中很重要的设备，利用电磁感应原理，起着改变电压、电流，传递电能的作用，变压器的健康运行直接影响输配电网安全和供电可靠性。通过红外热成像、带电局部放电等一系列检测技术应用，对变压器健康状态进行
联合分析、诊断，为变压器状态评估提供数据支撑。
2局部放电类型和特点
变压器的内部绝缘设计采用的是油-纸绝缘，这种材料在变压器工作时，无可
避免会产生一些气泡或者是油隙，这样就很容易引发局部放电现象，这种由于元
件制造和生产中导致的绝缘薄弱点就成了变压器设备故障的潜在风险，严重时将
会因为重复击穿导致变压器无法正常运行。其主要类型如下：
2.1电晕放电
电晕放电是指电缆导体部分出现毛刺、尖端等凸起的局部部位，随着电场强
度增大，超过空气的电离场强，从而使此凸起部分附近空气发生电离，出现电晕
放电现象而发生电缆的局部放电。这是因为导体尖端或者毛刺等曲率半径较小的
区域电荷更易聚集和积累，随着电荷的积累此处场强会很大，从而使气体电离发
生电晕。电晕放电发生时导体与绝缘层的间隙并没有被击穿，其只是发生在导体
尖端或者毛刺等曲率半径较小的附近的气体区域，且伴随着光和声音等现象同时
还可能会产生一些化学气体。一般情况下，导体尖端发生放电产生的放电脉冲主
要聚集在负半周，但若电压很高，正半周也可能会出现放电脉冲。如果放电端是
接地端，放电脉冲则主要聚集在正半周。随着电压增大，电晕放电次数会逐渐增多，单次放电量基本不变。说，其放电脉冲在正负半周对称出现。
2.2内部放电
内部放电一般指绝缘介质内部的气隙、气缝或杂质等发生的放电现象。此类
气隙、气缝或杂质可能形成于电缆生产过程中，也可能形成于电缆使用过程中。
大多数情况下，其形成的电场强度会比绝缘介质大很多，从而发生局部放电。内
部放电大多发生于绝缘层中绝缘强度较低的区域，与绝缘介质材料特性、气隙位置、气隙形状和气隙大小等有很大关系。
3电力变压器局部放电带电检测与定位技术
3.1红外线检测技术
变压器在运行时会受到某些因素的影响导致设备局部温度过高。在变压器温
度升高过程中，应用红外测温装置可以科学合理地检测设备温度和分布规律，借
此方式来判断设备的实际运行状态，及时判断设备是否出现异常情况，再根据判
断结果来完成对设备的预见性检测和维护。此项技术在实际应用时由于不会受到
电磁场的影响和干扰，所以最终检测结果的准确性较高。于是，此项技术成为一
地铁供电设备带电检测技术的应用 发表时间：2019-05-06T09:47:05.660Z 来源：《电力设备》2018年第31期作者：陈怀军 [导读] 摘要：带电检测技术是供电设备状态检修新技术手段，其在国外发达国家已应用多年，技术成熟。 （天津市地下铁道运营有限公司天津 300222） 摘要：带电检测技术是供电设备状态检修新技术手段，其在国外发达国家已应用多年，技术成熟。带电检测采用红外成像、超声波局放、特高频局放等技术手段，对运行状态下的设备典型参数进行检测和分析，可提前发现设备隐患。带电检测技术可以提高供电设备的运维水平，其推广应用是地铁供电设备维护的发展趋势。 关键词：地铁；供电设备；带电检测 Application of charged detection technology for metro power supply equipment CHEN Huaijun （Tianjin Metro O&M Co.，Ltd.，Tianjin 300222） Abstract：Charged detection technology is a new technology for condition-based maintenance of power supply equipment，the technology has been applied in developed countries for many years，and its technology is mature. Charged detection uses infrared imaging，ultrasonic partial discharge，UHF partial discharge and other technical means to detect and analyze the typical parameters of the equipment in operation，so as to discover the hidden troubles of the equipment in advance. Charged detection technology can improve the operation and maintenance level of power supply equipment，and its popularization and application is the development trend of metro power supply equipment maintenance. Key words：metro；power supply equipment；charged detection 引言 近年来，我国城市轨道交通快速发展，很多城市已发展至网络化运营阶段。地铁客运的特点是高效快捷、客运量大，发生延误时社会影响巨大。安全稳定的地铁供电系统是运营服务的基础条件，地铁运营对供电系统设备运营维护管理水平的要求在不断提高，停电检修时间窗口不断较小，传统的基于周期的定期检修模式已经不能完全适应地铁供电可靠性不断提高的要求。近年来，各地地铁运营公司逐步推行供电设备状态检修。 带电检测是开展状态检修工作的基础，通过对各类带电检测技术的测量数据进行综合分析，能够准确掌握设备实际运行状态，在超前防范设备隐患、降低故障损失、降低供电风险、保障地铁运营安全等方面都具有重要意义。 1.供电设备检修发展历程 设备维修体制的发展过程大致可划分为被动维修、计划性预防维修和状态检修三个阶段。 20世纪50年代前主要采用故障后维修的被动维修（Breakdown Maintenance）设备管理模式。被动维修的特点是非计划性、维修不足，设备事故多、经济损失大，设备管理具有不可控性，多数情况不能接受，这种管理模式逐渐被淘汰。 国外19世纪60年代至80年代开始采用、国内当今主要采用的是基于时间的预防性维修（Preventive Maintenance）管理模式。供电设备的定期检修大幅减少了突发性故障，但也存在维修成本高、维修过剩等弊端。 19世纪70年代中期发达国家出现了状态维修模式，80年代随着计算机技术的发展，设备状态监测技术、故障诊断技术得到较快发展。这种维修模式提高了设备检修的针对性、目的性，减少了大量的陪试情况和现场运维工作量。基于不停电检测的供电设备状态检修，能有效减少设备停电次数，减少设备操作，降低供电系统运行风险，是当前我国供电设备检修模式的发展大趋势。 2.带电检测技术简介 带电检测，一般采用便携式检测设备，在运行状态下，对设备状态量进行的现场检测，其检测方式为带电短时间内检测，有别于长期连续的在线监测。带电检测技术突出特点在于可以实现大部分供电设备在运条件下的状态诊断、缺陷部位的精确定位、缺陷程度的定量分析，达到故障超前发现并处置，提高设备的可靠性，并指导设备状态评价和状态检修。电气设备在故障发生前或发生时，通常伴有“热、声、光、电、水、气”等多种故障特征信息，带电检测就是通过捕捉这些特征参数对设备状态进行分析。带电检测按照被测参数主要包括光学成像检测（红外成像检测、紫外成像检测、SF6气体泄漏成像检测等），化学量检测（油中溶解气体检测、SF6气体分解产物检测、SF6气体微水检测等），机械量检测（超声波信号检测等），电气量检测（高频局部放电检测、超高频局部放电检测、暂态地电压检测等）。带电检测技术注重组合技术的应用，当一项参数异常后，可采取多项技术加以验证，通过组合技术的应用基本能够明确设备缺陷，最后通过停电检测来确诊处理。带电检测是对常规停电检测的弥补，同时也是对停电检测的指导；但是带电检测也不能解决全部问题，必要时、部分常规项目还是需要停电检测。 3.带电检测的主要技术手段 3.1 红外热像检测 红外热像检测是以设备的热分布状态为依据对电力系统中具有电流、电压致热效应或其他致热效应的带电设备进行检测和诊断，可以高效诊断设备的运行状态及其存在的隐患缺陷。 红外热像检测优势有很多，远离被检测设备，操作安全方便，，测温范围宽，可视性好，能准确地发现设备的缺陷。大多数设备热效应缺陷都可以通过发热或热分布改变的特点反映出来，有较高的灵敏度。 红外热像检测能准确的发现电力系统中各裸露设备元器件以及各元件间连接部分的温度以及温度的变化，如地铁主变压器套管、油变散热器、整流变接线端子、二次设备、低压配电设备等，只要设备上没有阻隔物，可以直视的的部分都可以进行红外测量。 3.2 超声波信号检测 超声波检测技术是指对频率介于20kHz-200kHz区间的声信号进行采集、分析、判断的一种检测方法。超声波局放技术是利用电气设备内部或外部发生局部放电时局放点会伴随着超声波向四周传播，采用超声波探测装置收集频率高于20kHz的声波，并对采集到的声波波长类型进行分析判断，确定被试设备的绝缘状态。 超声波局部放电检测技术抗电磁干扰能力强，检测范围小但便于实现放电定位，受机械振动干扰较大，对于绝缘性缺陷不敏感。 超声波检测范围涵盖变压器、组合电器、开关柜、电缆终端、架空线路等各个电压等级的各类一次设备。线路超声波局放能检测所有
变压器局部放电试验内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
变压器局部放电试验 试验及标准 国家标准GB1094-85《电力变压器》中规定的变压器局部放电试验的加压时间步骤，如图5所示。其试验步骤为：首先试验电压升到U 2下进行测量，保持5min ；然后试验电压升到U 1，保持5s ；最后电压降到U 2下再进行测量，保持30min 。U 1、 U 2的电压值规定及允许的放电量为 U U 2153=.m 电压下允许放电量Q ＜500pC 或 U U 213 3=.m 电压下允许放电量Q ＜300pC 式中 U m ——设备最高工作电压。 试验前，记录所有测量电路上的背景噪声水平，其值应低于规定的视在放电量的50%。 测量应在所有分级绝缘绕组的线端进行。对于自耦连接的一对较高电压、较低电压绕组的线端，也应同时测量，并分别用校准方波进行校准。 在电压升至U 2及由U 2再下降的过程中，应记下起始、熄灭放电电压。 在整个试验时间内应连续观察放电波形，并按一定的时间间隔记录放电量Q 。放电量的读取，以相对稳定的最高重复脉冲为准，偶尔发生的较高的脉冲可忽略，但应作好记录备查。整个试验期间试品不发生击穿；在U 2的第二阶段的30min 内，所有测量端子测得的放电量Q ，连续地维持在允许的限值内，并无明显地、不断地向允许的限值内增长的趋势，则试品合格。 如果放电量曾超出允许限值，但之后又下降并低于允许的限值，则试验应继续进行，直到此后30min 的期间内局部放电量不超过允许的限值，试品才合格。利用变压器套管电容作为耦合电容C k ，并在其末屏端子对地串接测量阻抗Z k 。
带电检测技术在变电运维中的应用剖析郭婷婷 发表时间：2018-08-09T09:58:52.830Z 来源：《电力设备》2018年第12期作者：郭婷婷徐立华[导读] 摘要：在当今社会电力系统是我们国家重要的组成部分，生活用电与工业用电都与全部电力系统的平稳运行有着联系。 （国网肥城市供电公司山东省肥城市 271600） 摘要：在当今社会电力系统是我们国家重要的组成部分，生活用电与工业用电都与全部电力系统的平稳运行有着联系。通常生活用电是从发电厂发出，然后由大面积的输电线路传输到变电站，最终从变电站传输到每一户居民。所以变电设备是电厂与用户之间的纽带，是电力系统中最为重要的一部分，相关部门和单位需要对其加大投入力度，进而确保变电设备的正常运行。 关键词：带电检测技术；变电运维；应用 1带电检测技术在变电运维中的重要性分析 1.1变电运维的重要性 电力系统包含发电、输电、变电众多环节，首先从发电厂发出，然后经过大面积的输电线路传输到变电站，最终由变电站传输到每一户居民和工业用户中。变电运维对电力系统的运行质量有着十分重要的影响，所以需要对变电设备进行定期检测以确保电力供应的正常进行。换句话说变电运维是变电设备的运行维护，其通常是变电运维操作站和变电运维队两个部分组成。变电运维操作站的任务是电站的电力运行管理工作，在值班人数相对较少的情况下对电站的电力运行进行深入的管理工作。变电运维队则是基站的巡逻和检修队伍，分为两个队伍：一个是操作队，另一个是巡检队。变电运维是以电网公司的大检修工作为基础，在关注到变电日常运行的基础上加强变电检修工作，进而预防变电设备的运行问题，确保其供电质量。 1.2带电检测技术的相关要求 变电设备中的任意一个环节出现问题就会使得整个变电系统不能正常运行，所以需要定期对变电设备进行带电检测，特别是变压器一些重要元件。对此可以根据实际情况进行周期性的全方位带电检测，这其中主要包括相应的红外测温系统和频谱检测电器的放电检测等，利用多种带电检测技术进行检测工作。对于已经放置人工智能系统的变电站，还需要在智能机器人进行巡检工作之后，由专业的运维人员进行复检。根据相应的检测数据判断出变电设备的隐患问题和缺陷漏洞，然后及时安排相应的工作人员进行特定的带电检测工作，在发现某一部分出现问题或者隐患时，为了保障变电设备的合理运行，需要采取停电处理解决的方式。 2带电检测技术在变电运维中的应用 2.1脉冲电流法 现阶段，我国各个电力部门普遍使用的局部放电检测方法就是脉冲电流法。需要注意的是该方法也适用于直流条件下的局部放电检测。在实际运用过程中，技术人员一定要根据变电设备运行的实际情况和需求，结合自身的经验合理采用脉冲电流法，这样才能充分发挥该项检测方法的作用，进一步提高带电检测工作的效率与质量，保障整个检测数据的准确性，为下一步环节开展提供重要的参考依据。 2.2红外线检测技术 技术人员可以在带电设备制热效应基础上利用红外检测技术，通过特定的仪器获取设备表面发出的红外辐射信息。技术人员利用辐射信息判断辐射值是否存在偏差，进而判断出设备运行是否存在问题，找出问题所在。该技术主要是利用特定机器获取辐射信息，不需要停电，同时即使是远距离也可以对收集到的红外线信息进行有效分析。因此，红外线检测技术在电力设备带电检测中应用价值高，也是各大电力部门普遍适用的带电检测技术。需要注意的是技术人员在利用该项技术对变电设备进行检测时一定要严格按照相关的技术要求和流程进行操作，进一步提高检测数据的精确性，将各种问题对设备损耗降到最低。 2.3无线电干扰电压法 一般情况下，电晕在放电的过程中会有电磁波产生，产生的电磁波会借助无线电干扰电压表进行检测，因此技术人员可以利用这一特点对电气设备局部放电进行科学检测。当前我国各大电力部门普遍使用的而检测方法就是利用频射传感器进行检测。技术人员通过利用无线电干扰电压法可以对放电强度进行电力定量这样大大提高检测效率与保障数据的精确性，为运维工作开展提供更加科学全面的数据参考。 2.4介质损耗分析法 变电设备局部放电能力直接决定其对绝缘材料造成的破坏程度，二者成正比。也就是说一旦局部放电能量消耗提升，那么局部放电对绝缘材料的破坏程度就会随之加深。鉴于此，电力部门相关管理人员与技术人员一定要加强对放电消耗功率测量环节的重视程度。由于大多数绝缘结构中的气隙数目与电压变化正比，会跟随电压升高而不断增加。同时局部放电对介质也会造成一定的损耗直接导致其运行数据出现明显变化。因此技术人员在日常工作过程中可以根据数据变化来确定局部放电能量，从而判断绝缘材料是否遭到破坏。 2.5超高频局部放电检测技术 通过使用该项技术可以更加有效测试出GIS中初始局部放电脉冲。利用该项测试仪器强大的测量频带以及衰减噪声信号的方式双管齐下可以更加有效降低噪声对放电检测的影响，提高整个检测数据的准确性，同时最大限度的再现局部放电脉冲。技术人员在实际操作过程中可以根据频带的宽窄，将其分为超高频窄带检测或是宽频带检测两种。两者的中心频率存在很大的差异。鉴于超高频宽频检测技术具有抑制噪音、涵盖大量信息的优势，因此得到更加广泛的应用。 3带电检测技术实例分析 3.1利用带电检测设备完成跟踪检测 某500kV变电站在2015年对其变压器设备进行了更换。在具体作业过程中，对变压器内部的缺陷情况，利用带电检测设备完成相应的检测工作。设备投入运行后，相关的技术人员要依据设备检测相关要求，在设备运行期间完成相应的检测工作[4]。具体作业期间，主变压器内存在的气体溶解现象，将会使检测数据出现异常，对设备的运行造成不良影响。为了保证设备运行过程中不出现问题，对设备进行早期检测时，检查应当分别在设备投入1d、7d、30d时进行，然后对变压器气体溶解问题进行集中研究与分析。通过检测发现，2号变压器的1d监测数据存在异常，但变压器运行良好；7d检查时，发现本体存在C4H2。为了分析C4H2对变压器运行造成的影响，通过色谱检测技术检测获取三相绝缘油的检测结果，最终的分析结果断定，2号主变器存在运行故障，会出现低能放电，需要对设备展开全面检测，且要及时处理发现的问题，避免故障进一步扩大而造成更大的不良影响。
变压器局部放电故障定位几种方法的应用比 较 宋友（国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司） 摘要： 介绍了几种变压器局部放电故障定位常用的技术手段，并结合实际现场试验中几种方法的应用情况，对其进行比较。为各种变压器局部放电故障定位方法在现场的有效应用提供参考。 关键字： 变压器局部放电、UHF、超声波、电气定位 引言 目前，对于变压器局部放电故障的确定，已有多种方法可以有效做到。随着近年来计算机技术、数字信号处理技术的迅速发展，检测手段也越来越多，检测设备也越来越检测迅速、使用方便、功能强大。 对于制造厂家和现场试验、运行人员来说，仅仅确定局放故障是否存在是不够的，往往还要确定故障的位置，以便有的放矢的排除或者处理故障。在出厂试验、交接验收试验、预试及运行中迅速查明变压器的内部放电故障位置，对迅速修复故障、保证设备制造质量及安全运行有重要意义，并可以节约大量人力、物力、时间，也是目前国网公司一次设备带电检测的重要组成内容。 局部放电的检测和定位都是根据放电过程中的声、光、电、热和化学现象来进行的，故障定位方法有超声波定位、电气定位、光定位、热定位和DGA定位等。目前，国内外应用比较广泛的是超声波定位法和电气定位法，近几年，一些新的定位方法如UHF定位法也在国内外有较多的研究和应用。本文拟对超声波定位法、电气定位法、UHF定位法进行应用比较，并就实际应用中存在的问题和今后的发展趋势进行探讨。 超声波定位方法 当变压器内部发生局部放电故障时，会产生相应频率和波形特征的超声波信号，放电源成为声发射源。超声波信号在油箱内部经过不同介质传播到达固定在油箱壁上的超声波传感器。对应每一次放电，都会有相应的超声波产生；对应同一次放电，每一个超声波传感器接收到的相应超声波信号之间会表现出合理的、有规律的时差关系。根据到达超声波传感器的相对时差，通过相关的定位算法，就可以计算出局部放电故障点。 局部放电产生的超声波信号到达不同传感器的有规律时差现象分为两种，一种为局部放电电脉冲信号与各超声波传感器收到的声波信号之间的时差，称为电-声时差。第二种为同一次放电各超声波传感器收到的相应超声波信号之间的时差，称为声-声时差。利用两种时差现象可确立两种超声波定位技术：电声定位法（俗称球面定位）和声声定位法（俗称双曲面定位）。 电声定位方法
电气设备局部放电检测技术的思考 发表时间：2018-05-02T11:44:18.290Z 来源：《科技中国》2017年11期作者：安军红[导读] 摘要：在电气设备中，局部放电检测技术是一种公认的绝缘状态评判办法，目前该技术的应用尤为广泛，且成效显著。设备局部放电过程中，会在周边的空间中产生电气、声、光等变化，而伴随着这些变化的产生，可为设备绝缘状态提供相应的检测信号。本文主要对电气设备局部放电检测技术进行了研究和思考。 摘要：在电气设备中，局部放电检测技术是一种公认的绝缘状态评判办法，目前该技术的应用尤为广泛，且成效显著。设备局部放电过程中，会在周边的空间中产生电气、声、光等变化，而伴随着这些变化的产生，可为设备绝缘状态提供相应的检测信号。本文主要对电气设备局部放电检测技术进行了研究和思考。 关键词：电气设备；局部放电；检测技术；绝缘介质；高场强区域前言：局部放电与闪络和击穿不同，其属于绝缘部分区域的微小击穿。而电器设备中的绝缘材料通常都是由有机材料构成，如环氧、绝缘纸等等，由于其在运行过程时常出现杂质和气泡问题，进而使绝缘介质表面产生高场强区域，最终出现了局部放电的现象。 1电气设备局部放电检测技术局部放电测量工作通常都是在设备运行、现场试验以及设备出厂的过程中进行，借助局部放电定位、模式以及强度等因素，对测量结果的精准性进行判断。在此过程中，检测技术处于基础与核心的地位。结合上述几个重要因素，可对介质的绝缘状态进行精准、合理的评估。具体分析如下： 1.1脉冲电流法 目前，该方式是唯一具有国际认证标准的检测方法，其主要是借助设备的接地点和中性点，对局部放电所导致的脉冲电流进行测量，由此可精准获得放电频次、放电相位以及实际放电量等信息。在传统的测量方式中，通常可分为窄带测量和宽带测量2种。前者频带宽度较窄，通常保持在9~30KHz之内，具有强大的抗干扰能力和较高的灵敏度，但缺陷在于信息丰富度低和脉冲的分辨率低等等。后者在应用过程中，检测频率范围在30~100KHz之间，具有信息量丰富、脉冲分辨率高峰优势，但缺陷在于噪音比较低。 基于上述两种检测方式中存在的缺陷和不足，目前，相关学者尝试将更高检测频率应用于实践测量工作中，如测量阻抗，其宽带频率为30KHz，该方式主要借助了特殊的数据处理办法，对噪声加以剔除，并结合脉冲表现特征中局部脉冲和噪声脉冲之间的差别，实现了脉冲在频域和时域的变换，并对各脉冲的等效时间和宽带进行精准计算。该方式目前的应用十分广泛，其在局部放电识别、分离等领域也具有着十分突出的效果[1]。 1.2特高频检测法 设备在局部放电过程中，所产生的电磁波谱特性与放电间隙绝缘强度和电源的几何波形之间存在着十分密切的关系。若实际的放电间隙较小，则高频电磁波的辐射水平也就比较高。 特高频检测方式起初在气体组合电器（GIS）中应用较为广泛，据相关研究实验表明，在GIS中局部放电中，信号通常都是以横磁波、横电波以及横电磁波等形式传播。发生于变压器中的局部放电，由于绝缘结构具有一定的复杂性，进而导致电磁波在传播的过程中出现了衰减和折反射的现象，与此同时，变压器内箱壁同样也会影响电磁波传播，进而大幅度增加了局部放电测量工作的难度。基于上述情况，相关研究人员又开展了一系列的实验研究，如将特制的高频天线应用于变压器油阀中，使油箱内壁和天线保持在同一平面，并借助波导结构将所获取的信号导入到检测装置中，以此降低电磁波传播过程中产生的衰减，从而大幅度提升测量结果的精准性和测量过程的灵敏性。与此同时，研究人员还对变压器进行了深入分析和实验，即在其顶部开设介质窗，特高频天线便可借助该窗口对局部放电信号进行提取，该方式的实践应用效果尤为显著[2]。 1.3超声波检测法 GIS、变压器等设备在产生局部放电现象的过程中，通常都会经历电荷中和的过程，与此同时，也会产生一定的电流脉冲，最终产生类似于“爆炸”的现象，在结束放电之后，发生膨胀的区域才会慢慢恢复至原有体积。局部放电主要是脉冲形成，由此也会产生一系列的声波，另外，超声波检测法在具体应用的过程中，还可实现对机械波的检测，并以此判断颗粒实际的运动状态。 局部放电过程中，声波频率通常在10~107Hz，随着电气设备、环境条件、传播媒介、放电状态的不断变化，声波频率也会随之发生一定改变。在GIS中，局部放电不仅会产生声波，同时还伴有操作、机械振动、颗粒碰撞等产生的声波，但频率通常都比较低，在检测GIS局部放电的过程中，超声波传感器的谐振频率通常保持在25kHz左右，但在变压器中，则通常保持在150kHz左右。 相关研究人员借助超声传感器，实现了模型内部缺陷的检测，并通过超声符号的分量和幅值等因素，对缺陷类型进行精准定性，通过对超声信号进行分析，可对自由颗粒的实际移动方向进行精准推测。而变压器局部放电测量装置的诞生主要是依靠了LABVIEW平台，通过实验室研究，发现该装置在应用的过程中，可精准的获取局部放电量、模式以及放电位置等信息。 2局部放电检测技术存在的不足及未来发展途径电气设备局部放电检测技技术经常长时间的发展和应用，目前已经逐渐形成完善的检测流程和方法，其中，具有代表性的要数超声检测法和特高频检测法，其与常规的检测技术存在较大差别。在实际应用的过程中，可查找出很多绝缘缺陷问题，降低了事故问题的发生概率。但局部放电的故障和缺陷往往是针对于电气设备而言，若设备的电压等级较高，则一般无法从根本上解决顽疾问题。具体缺陷和发展途径分析如下：第一，在线监测和带电检测在具体应用的过程中，最显著的问题在于其自身存在的不可靠性，且缺乏完善的测试标准和准入机制，进而直接对监测低结果造成不良影响。解决该问题的办法，一方面要确保装置本身的灵敏性、精准性和可靠性，为此，需对信号分析技术、数据采集技术以及传感器技术等进行深入分析；另一方面，还应强化装置的检测力度，并对其质量加以控制[3]。 第二，GIS、变压器等设备在局部放电的过程中，最为常见的测量方式为超声波法和特高频法。但在实践应用的过程中，发现上述两种测量方式并不能发现设备内部的所有缺陷，可见，其仍存在较多缺陷问题。基于上述情况，相关研究人员已将检测技术的深入研究作为工作重点，且也开发出很多全新的检测方式，如光检测法、化学检测法等等，虽然这些技术目前均处于应用的初级阶段，存在一定的缺陷和不足之处，但随着科学技术的不断发展以及人员研究力度的不断加大，检测技术在未来发展过程中必定更加完善，其应用效果也会得到显著提升。
局部放电测试方法
局部放电测试方法 随着电力设备电压等级的提高，人们对电力设备运行可靠性提出了更加苛刻的要求。我国近年来110kV以上的大型变压器事故中50％是属正常运行下发生匝间或段间短路造成突发事故，原因也是局部放电所致。局部放电检测作为一种非破坏性试验，越来越得到人们的重视。 虽然局部放电一般不会引起绝缘的穿透性击穿，但可以导致电介质（特别是有机电介质）的局部损坏。若局部放电长期存在，在一定条件下会导致绝缘劣化甚至击穿。对电力设备进行局部放电试验，不但能够了解设备的绝缘状况，还能及时发现许多有关制造与安装方面的问题，确定绝缘故障的原因及其严重程度。因此，高压绝缘设备都把局部放电的测量列为检查产品质量的重要指标，产品不但在出厂时要做局部放电试验，而且在投入运行之后还要经常进行测量。对电力设备进行局部放电测试是一项重要预防性试验。 根据局部放电产生的各种物理、化学现象，如电荷的交换，发射电磁波、声波、发热、光、产
生分解物等，可以有很多测量局部放电的方法。总的来说可分为电测法和非电测法两大类，电测法包括脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等，非电测法包括声测法、光测法、化学检测法和红外热测法等。 一、电测法 局部放电最直接的现象即引起电极间的电荷移动。每一次局部放电都伴有一定数量的电荷通过电介质，引起试样外部电极上的电压变化。另外，每次放电过程持续时间很短，在气隙中一次放电过程在10 ns量级；在油隙中一次放电时间也只有1μs。根据Maxwell电磁理论，如此短持续时间的放电脉冲会产生高频的电磁信号向外辐射。局部放电电检测法即是基于这两个原理。常见的检测方法有脉冲电流法、无线电干扰法、介质损耗分析法等。 1．脉冲电流法 脉冲电流法是一种应用最为广泛的局部放电测试方法。脉冲电流法的基本测量回路见图3-5 。图中C x代表试品电容，Z m（Z'm）代表测量阻抗，C k代表耦合电容，它的作用是为C x与
谈变压器的局部放电 (1) 2009-01-21 09:26:10 来源：输配电产品应用变压器及仪器仪表卷总第77期浏览次数：306 介绍了变压器局部放电的基本原理及产生的原因和危害，并提出了降低局部放电产生的措施。 关键字：变压器；局部放电；预防措施 1 前言 对变压器局部放电试验，我国在初期阶段是对220kV级及以上变压器执行。 后来新IEC标准规定，当设备最高工作电压Um≥126kV时，就要做变压器局部放电测量。国家标准也做了相应的规定，对设备最高工作电压Um≥72.5kV，额定容量P≥10000kVA的变压器，如无其他协议，均应进行变压器局部放电测量。 局部放电试验方法按GB1094.3-2003中规定执行，局部放电量标准规定应不大于500pC。但用户经常要求小于等于300pC或小于等于100pC，这种技术协议要求，就是企业的产品技术标准。 我国在大量生产500kV级变压器后，对750kV、1000kV级超高压变压器及超高压换流变压器的生产正在快速发展，并跻身于世界发达国家行列。因此，电力部门对变压器产品局部放电的要求也越来越高，局部放电引起了生产企业的高度重视。为进一步提高变压器的产品质量，笔者对油浸式变压器在生产企业经常出现的局部放电问题进行了探讨，并对降低变压器局部放电量提出了具体措施。 2 局部放电及其原理 局部放电又称游离，也就是静电荷流动的意思。在一定的外施电压作用下，在电场较强的区域，静电荷在绝缘较弱的位置首先发生静电游离，但并不形成绝缘击穿。这种静电荷流动的现象称为局部放电。对于被气体包围的导体附近发生的局部放电，称为电晕。 变压器油内存在着大量的正、负离子和极性分子。因正、负离子的数量相等，故在油中不显电性。由于绝缘纸板对油中的负离子和极性分子有吸附作用，使油中电荷产生了定向移动。 在强油导向冷却系统中，当开动油泵后，在器身内部流速较快的区域，油中的正离子被流动的油带走，使正、负离子产生分离。这样就产生了油带正电，固体绝缘材料带负电，其带有电量相等、符号相反的电荷。 电荷分离之后，可能沿着导电通路向大地泄漏，也可能与异性离子复合成中性分子。这种使电荷减少的过程，电荷松弛，但电荷松弛的速度远远慢于电荷积累的速度。 在相同条件下，油中含水量少，电荷密度会增加；而含水量多，电荷密度则
带电设备红外诊断技术应用导则 参照中华人民共和国 电力行业标准DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》 《华北电网有限公司红外技术管理制度》 1、从事红外检测与诊断工作的人员应具备以下素质： (1)从事红外检测与诊断工作的人员应熟悉红外检测与诊断技术的基本原理，掌握红外检测仪器的工作原理、主要性能、技术指标以及操作方法，并能熟练操作红外检测仪器。 (2)从事红外检测与诊断工作的人员应了解电气设备的性能、结构、运行状况。 (3)从事红外检测与诊断工作的人员应熟悉掌握中华人民共和国电力行业标准DL/T664-1999《带电设备红外诊断技术应用导则》和本管理制度，掌握《国家电网公司电力安全工作规程（变电站和发电厂电气部分、电力线路部分）（试行）》和现场试验的有关安全规定。 2、红外检测的范围：只要表面发出的红外辐射不受阻挡都属于红外诊断的有效监测设备。例如：旋转电机、变压器、断路器、互感器、电力电容器、避雷器、电力电缆、母线、导线、绝缘子串、组合电器、低压电器及二次回路等。 二、红外检测与诊断的基本要求 (一)对检测设备的要求 1、红外测温仪应操作简单，携带方便，测温精确度高，测量结果的重复性好，不受测量环境中高压电磁场的干扰，仪器应满足现场带电实测对距离的要求，并应能对表面放射率、大气环境参数、测量距离等进行修正以保证测量结果的真实性。 2、红外热电视应操作简单携带方便，有较好的测温精确度，测量结果的重复性好，不受测量环境中高压电磁场的干扰图像清晰，具有图像锁定、记录、输出和简单的分析功能。 3、红外热像仪应图象清晰、稳定，不受测量环境中高压电磁场的干扰，具有较强的图象分析功能，具有较高的热传感分辨率和图象分辨率，空间分辨率应满足实测距离的要求，具有较高的测量精确度和合适的测温范围。 (二)对被检测设备的要求 1、被检测设备应为带电设备。
文章编号：1674-0629(2008)01-0036-05 中图分类号：TM761 文献标志码：A 变压器局部放电定位技术及新兴UHF方法 的关键问题* 唐志国，李成榕，常文治，王彩雄，盛康 （电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室，华北电力大学，北京 102206） The Partial Discharge Location Technology of Power Transformer and the Key Issues of Newly Developed UHF Method TANG Zhi-guo, LI Cheng-rong, CHANG Wen-zhi, WANG Cai-xiong, SHENG Kang (Key Laboratory of Power System Protection and Dynamic Security Monitoring and Control, Ministry of Education, North China Electric Power University, Beijing 102206, China) Abstract：As an effective resort of finding potential insulation defects of power transformer in its early stage, the partial discharge (PD) detection technology has gained great breakthrough on the issue of anti-interference with the introduction of UHF method. This paper summarized the present status and characteristics of several important PD detection and location methods, pointing out some key problems of PD location using the newly developed UHF approaches in its current circumstances of development. Key words：power transformer; partial discharge; detection; location; UHF method 摘要：局部放电检测作为一种发现潜在绝缘缺陷的 早期预警技术，近年来由于UHF方法的引入而在抗 干扰方面取得了一定的突破。本文概述了几种主要 的电力变压器局部放电检测和定位方法的现状和特点，并针对新兴的UHF局放检测和定位技术的发展 情况，指出了该方法应重点解决的关键技术问题。 关键词：电力变压器；局部放电；检测；定位；UHF方法 大量故障统计表明，在电气设备故障中绝缘故障一直占有较高的比重[1-4]。发生绝缘故障的原因主要是绝缘薄弱处的局部放电引起的绝缘老化和失效，并最终导致绝缘击穿[5]。局部放电检测能够提前反映变压器的绝缘状况，及时发现设备内部的绝缘缺陷，从而预防潜伏性和突发性事故的发生。20世纪70年代，IEC为此制定了专门的标准，并做了多次更新[6,7]，发展电力设备的状态维修已经成为一种必然趋势[8-10]。 准确地局部放电定位是实现状态维修的重要前提之一。探索更加有效的定位方法是当今电力工业的当务之急。 1 变压器局部放电检测方法综述 对变压器局部放电有脉冲电流法、超声波法、射频检测法、特高频法、光测法、化学检测法以及红外检测法等多种检测方法[11,12]。 （1）脉冲电流法。局部放电造成电荷的移动并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。该方法一般是检测脉冲电流信号的低频部分，通常为数kHz至数百kHz（至多数MHz）。目前，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、放电量可以标定等。 （2）射频检测法。射频检测法属于高频局部放 * 长江学者和创新团队发展计划资助。
《电网设备状态检修技术（带电检测分册）》 弟五章咼频局部放电检测技术 目录
第 1 节高频局部放电检测技术概述 发展历程 高频局部放电检测方法是用于电力设备局部放电缺陷检测与定位的常用测量方法之一，其检测频率范围通常在3MHz到30MHz之间。高频局部放电检测技术可广泛应用于电力电缆及其附件、变压器、电抗器、旋转电机等电力设备的局放检测，其高频脉冲电流信号可以由电感式耦合传感器或电容式耦合传感器进行耦合，也可以由特殊设计的探针对信号进行耦合。 高频局部放电检测方法，根据传感器类型主要分为电容型传感器和电感型传感器。电感型传感器中高频电流传感器（High Frequency Current Transformer ，HFCT具有便携性强、安装方便、现场抗干扰能力较好等优点，因此应用最为广泛，其工作方式是对流经电力设备的接地线、中性点接线以及电缆本体中放电脉冲电流信号进行检测，高频电流传感器多采用罗格夫斯基线圈结构。 罗格夫斯基线圈（Rogowski coils ，简称罗氏线圈）用于电流检测领域已有几十年历史。早在1887 年英国布里斯托大学的茶托克教授即进行了研究，把一个长而且形状可变的线圈作为磁位差计，并且通过测量磁路中的磁阻，试图研究更加理想的直流发电机。罗格夫斯基线圈检测技术在20 世纪90 年代被英国的公立电力公司（CEGB用在名为“ El-Cid ”的新技术里，用于测试发电机和电动机的定子[1]。罗氏线圈自公布起就受到了很多学者的重视，对于罗格夫斯基线圈的应用也越来越广泛，1963 年英国伦敦的库伯在理论上对罗格夫斯基线圈的高频响应进行了分析，奠定了罗格夫斯基线圈在大功率脉冲技术中应用的理论基础[2]。20 世纪中后期以来，国外一些专家学者和公司纷纷对罗氏线圈在电力上的应用进行了大量的研究，并取得了显着的成果。如法国ALSTHO公司有一些基于罗氏线圈电流互感器产品问世，其主要研究无源电子式互感器，在20世纪80 年代英国Rocoil 公司实现了罗格夫斯基线圈系列化和产业化。总而言之，在世界范围内对于罗格夫斯基线圈传感器的研究，于20 世纪60 年代兴起，在80 年代取得突破性进展，并有多种样机挂网试运行，90 年代开始进入实用化阶段。尤其进入21 世纪以来，微处理机和数字处理器技术的成熟，为研制新型的高频电流传感器奠定了基础。20 世纪90年代欧洲学者将罗氏线圈应用于局部放电检测，效果良好，并得到了广泛应用。例如意大利的博洛尼亚大学的. Montanari 和 A.
局部放电试验 第一节局部放电特性及原理 一、局部放电测试目的及意义 局部放电：是指设备绝缘系统中部分被击穿的电气放电，这种放电可以发生在导体(电极)附近，也可发生在其它位置。 局部放电的种类： ①绝缘材料内部放电（固体-空穴；液体-气泡）； ②表面放电； ③高压电极尖端放电。 局部放电的产生：设备绝缘内部存在弱点或生产过程中造成的缺陷，在高压电场作用下发生重复击穿和熄灭现象-局部放电。 局部放电的特点： ①放电能量很小，短时间内存在不影响电气设备的绝缘强度； ②对绝缘的危害是逐渐加大的，它的发展需要一定时间-累计效应-缺陷扩大-绝缘击穿。 ③对绝缘系统寿命的评估分散性很大。发展时间、局放种类、产生位置、绝缘种类等有关。 ④局部放电试验属非破坏试验。不会造成绝缘损伤。 局部放电测试的目的和意义： 确定试品是否存在放电及放电是否超标,确定局部放电起始和熄灭电压。发现其它绝缘试验不能检查出来的绝缘局部隐形缺陷及故障。 局部放电主要参量： ①局部放电的视在电荷q： 电荷瞬时注入试品两端时,试品两端电压的瞬时变化量与试品局部放电本身所引起的电压瞬变量相等的电荷量,一般用pC(皮库)表示。 ②局部放电试验电压： 按相关规定施加的局部放电试验电压，在此电压下局部放电量不应超过规定的局部放电量值。 ③规定的局部放电量值： 在规定的电压下，对给定的试品，在规程或规范中规定的局部放电参量的数值。 ④局部放电起始电压Ui： 试品两端出现局部放电时，施加在试品两端的电压值。 ⑤局部放电熄灭电压Ui: 试品两端局部放电消失时 的电压值。（理论上比起始电 压低一半，但实际上要低很多 5%-20%甚至更低） 二、局部放电机理： 内部放电：绝缘材料中含有气隙、油隙、杂质等，在电场的作用下会出现介质内部或介质与电极之间的放电。等效原理图：
变压器局部放电的原因分析 其一，由于变压器中的绝缘体、金属体等常会带有一些尖角、毛刺，致使电荷在电场强度的作用下，会集中于尖角或毛刺的位置上，从而导致变压器局部放电；其二，变压器绝缘体中一般情况下都存在空气间隙，变压器油中也有微量气泡，通常气泡的介电系数要比绝缘体低很多，从而导致了绝缘体中气泡所承受的电场强度要远远高于和其相邻的绝缘材料，很容易达到被击穿的程度，使气泡先发生放电；其三，如果导电体相互之间电气连接不良也容易产生放电情况，该种情况在金属悬浮电位中最为严重。 局部放电的危害及主要放电形式 2.1 局部放电的危害 局部放电对绝缘设备的破坏要经过长期、缓慢的发展过程才能显现。通常情况下局部放电是不会造成绝缘体穿透性击穿的，但是却有可能使机电介质的局部发生损坏。如果局部放电存在的时间过长，在特定的情况下会导致绝缘装置的电气强度下降，对于高压电气设备来讲是一种隐患。 2.2 局部放电的表现形式 局部放电的表现形式可分为三类：第一类是火花放电，属于脉冲型放电，主要包括似流注火花放电和汤逊型火花放电；第二类是辉光放电，属于非脉冲型放电；第三类为亚辉光放电，具有离散脉冲，但幅度比较微小，属于前两类的过渡形式。 3 变压器局部放电检测方法 变压器局部放电的检测方法主要是以局部放电时所产生的各种现象为依据，产生局部放电的过程中经常会出现电脉冲、超声波、电磁辐射、气体生成物、光和热能等，根据上述的这些现象也相应的出现了多种检测方法，下面介绍几种目前比较常见的局部放电检测方法。 3.1 脉冲电流检测法 这种方法是目前国内使用较为广泛的变压器局部放电检测方法，其主要是通过电流传感器检测变压器各接地线以及绕组中产生局部放电时引起的脉冲电流，并以此获得视在放电量。电流传感器一般由罗氏线圈制成。主要优点是检测灵敏度较高、抗电磁干扰能力强、脉冲分辨率高等；缺点是测试频率较低、信息量少。 3.2 化学检测法 化学检测法又被称为气相色谱法。变压器出现局部放电时，会导致绝缘材料被分解破坏，在这一过程中会出现新的生成物，通过对这些生成物的成分和浓度进行检测，能够有效的判断出局部放电的状态。这种方法的优点是抗电磁干扰较强，基本上能够达到不受电磁干扰的程度，也比较经济便捷，还具有自动识别功能；但该检测方法也存在一些缺点：由于生成物的产生过程时间较长，故此延长了检测周期，只能发现早期故障，无法检测突发故障，并且该
目录 1、项目开展背景3 2、项目实施内容及工期3 2.1项目实施内容3 2.2工期要求3 3、项目实施内容定义理解4 3.1带电检测4 3.2高频局部放电检测4 3.3红外热像检测4 3.4超声波信号检测4 3.5超高频局部放电检测4 3.6暂态地电压检测4 4、服务的难点、特点分析及应对措施5 4.1对电力设备的带电检测是判断运行设备是否存在缺陷，预防设备损坏并 保证安全运行的重要措施之一。5 4.2带电检测实施原则5 4.2.1带电局部放电检测判定5 4.2.2缺陷定位5 4.2.3与设备状态评价相结合5 4.2.4与电网运行方式结合5 4.2.5与停电检测结合6 4.2.6横向与纵向比较6 4.2.7新技术应用6 4.3在进行与温度和湿度有关的各种检测时(如超声波检测等)，应同时测量 环境温度与湿度。6 4.4进行检测时，环境温度一般宜高于+5℃；室外检测应在良好天气进行， 且空气相对湿度一般不高于80%。6 4.5室外进行超声波检测宜在日出之后、日落之前进行。6
4.6室内检测局部放电信号宜有足够的光源以更好的确定故障位置。6 4.7进行设备检测时，应结合设备的结构特点和检测数据的变化规律与趋 势，进行全面地、系统地综合分析和比较，做出综合判断。6 4.8对可能立即造成事故或扩大损伤的缺陷类型（如涉及固体绝缘的放电性 严重缺陷等），应尽快停电进行针对性诊断试验，或采取其它较稳妥的监测方案。7 4.9在进行带电检测时，带电检测应不影响被检测设备的安全可靠性。7 4.10当采用超声波检测方法发现设备存在问题时，要采用其它可行的方法 进一步进行联合检测，检测过程中发现异常信号，应注意组合技术的应用进行关联分析。7 4.11当设备存在问题时，信号应具有可重复观测性，对于偶发信号应加强 跟踪，并尽量查找偶发信号原因。7 3、投标人承担项目优势：7 4、项目部组成、机具装备及劳动力安排计划7 4.1项目部组成：7 4.2管理成员的主要职责8 4.3带电检测设备配备：9 4.4劳动力配备11 5．质量要求、技术标准和规程规范11 5.1质量和技术要求11 6.安全控制措施13 7.职业健康安全目标、保证体系及技术组织措施13 7.4职业健康安全组织技术措施14