外部局部放電是指發(fā)生在變壓器外殼外表面，高、中、低壓側(cè)引出線套管及接頭等部位的局部放電現(xiàn)象，通常伴有周期性放電聲音。
內(nèi)部局部放電是指發(fā)生在繞組線圈，箱體內(nèi)表面，有載調(diào)壓線圈，有載調(diào)壓分接頭，鐵芯等部位的局部放電現(xiàn)象，通常伴有氣體繼電器發(fā)出信號(hào)。
對(duì)各類(lèi)型局部放電檢測(cè)方法的分析選擇如下：
(一)外部局部放電檢測(cè)方法
變壓器外部局部放電主要是指存在于變壓器外部三側(cè)絕緣套管，套管上接頭，套管與法蘭、與器身之間的間歇性擊穿，或者電暈放電，其中尤以套管表面污穢型電暈放電及表面裂紋造成局部絕緣擊穿最為常見(jiàn)。當(dāng)絕緣表面局部場(chǎng)強(qiáng)超過(guò)大氣的絕緣強(qiáng)度，就會(huì)發(fā)生氣體絕緣間隙的擊穿，隨著電壓等級(jí)的不斷升高，絕緣套管的長(zhǎng)度也隨之增大，對(duì)其機(jī)械強(qiáng)度及絕緣強(qiáng)度的要求也呈幾何倍數(shù)增加，因此上述現(xiàn)象在高壓，超高壓及特高壓設(shè)備上時(shí)有發(fā)生。外部局部放電通常伴有聲、光、熱等現(xiàn)象產(chǎn)生，但是考慮到變壓器，特別是220kV及以上大型變壓器運(yùn)行過(guò)程中的正常噪聲，如果發(fā)生的局部放電“嚼啪”聲超過(guò)變壓器運(yùn)行時(shí)的正?？陕?tīng)噪聲則表示局部放電現(xiàn)象己經(jīng)非常嚴(yán)重，應(yīng)立即將該變壓器申請(qǐng)退出運(yùn)行防止設(shè)備的進(jìn)一步損壞，例如：2007年山西某220kV終端變電站2#主變壓器高壓側(cè)A相絕緣套管因?yàn)樯项^跳線安裝過(guò)緊，長(zhǎng)期應(yīng)力作用下發(fā)生開(kāi)裂未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，造成套管閃絡(luò)引起變壓器保護(hù)動(dòng)作，使得供電區(qū)域大面積停電。天津地區(qū)在2004年也發(fā)生過(guò)類(lèi)似事件但因?yàn)樽冸娺\(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)及時(shí)，及時(shí)將負(fù)荷倒出并將變壓器轉(zhuǎn)入運(yùn)行狀態(tài)避免了惡劣后果的發(fā)生。因此在變壓器日常巡視中應(yīng)重點(diǎn)檢查套管、套管上接頭，套管末瓶，套管法蘭處的局部放電故障。以紫外線法、紅外線法結(jié)合使用互為補(bǔ)充，各有側(cè)重，相互印證的方法進(jìn)行日常巡視，己達(dá)到控制局部放電進(jìn)一步發(fā)展的目的。1. 紫外線檢測(cè)法
目前裝備在各供電單位變電站的紫外線測(cè)試儀器是針對(duì)局部放電過(guò)程中產(chǎn)生的紫外光譜進(jìn)行掃描檢測(cè)，紫外線測(cè)試儀使用過(guò)程中應(yīng)注意避免日光中紫外成分的干擾，因此紫外檢測(cè)法盡量選擇在夜間或者室內(nèi)進(jìn)行，當(dāng)外部條件不滿足，必須在室外開(kāi)展紫外線檢測(cè)作業(yè)時(shí)應(yīng)開(kāi)啟檢測(cè)儀器濾波功能，利用日光中“日盲區(qū)”波段(240-280nm)進(jìn)行測(cè)量，以避免日光的干擾。
與紅外測(cè)溫法相比，在檢測(cè)電暈放電時(shí)，由于變壓器在運(yùn)行過(guò)程中本身即處于一定的正常運(yùn)行溫度狀態(tài)下，且電暈放電造成的局部溫升較小，因此電暈放電造成的溫度升高可能會(huì)被淹沒(méi)在背景溫度內(nèi)，無(wú)法形成可測(cè)的溫升梯度，所以在進(jìn)行電暈放電檢測(cè)過(guò)程中紅外檢測(cè)法無(wú)法明確標(biāo)識(shí)出具體電暈放電的位置及劇烈程度，因此紫外檢測(cè)可以作為變壓器外部電暈放電的主要檢測(cè)方式。
2. 紅外線檢測(cè)法
紅外檢測(cè)法主要是檢測(cè)電氣設(shè)備對(duì)外釋放的紅外線強(qiáng)度，通過(guò)“波長(zhǎng)一圖像”轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將檢測(cè)到的紅外信號(hào)投射到顯示屏上，形成可視圖像供變電運(yùn)維人員使用，檢測(cè)圖像標(biāo)示出檢測(cè)設(shè)備與背景的溫度差，常用紅外熱成像儀檢測(cè)范圍為-150-2000℃，較為先進(jìn)的設(shè)備可以追蹤溫度最高點(diǎn)，設(shè)定溫升報(bào)警閡值等。
紅外檢測(cè)法具備操作簡(jiǎn)單，便攜性好，價(jià)格較低，檢測(cè)結(jié)果直觀等優(yōu)點(diǎn)，但也存在無(wú)法定量檢測(cè)局部放電，當(dāng)局部放電能量沒(méi)有積累到一定程度溫升效應(yīng)不明顯時(shí)檢測(cè)效果不理想等缺點(diǎn)。該檢測(cè)法可作為日常普遍性巡視的主要方法。生產(chǎn)實(shí)際中由于在夜間受日光等自然條件影響小，背景溫度較為均勻，紅外線檢測(cè)法應(yīng)用效果較好。
上述兩種檢測(cè)方法各有側(cè)重，在實(shí)際巡視工作中可互為補(bǔ)充，先使用你測(cè)試儀檢測(cè)局部放電位置，再使用紅外測(cè)試儀檢測(cè)局部放電程度，可有效降低局部放電隱患的漏檢率。
(二)內(nèi)部局部放電檢測(cè)方法
變壓器內(nèi)部局部放電是影響變壓器使用壽命的主要原因，同時(shí)局部放電會(huì)產(chǎn)生積累效應(yīng)，如不及時(shí)排除故障經(jīng)過(guò)時(shí)間累積會(huì)造成絕緣設(shè)備的破壞，進(jìn)而引起更大范圍或者更大程度上的局部放電，進(jìn)一步加速變壓器內(nèi)絕緣介質(zhì)(油、油紙)的劣化。變壓器內(nèi)部局部放電主要表現(xiàn)形式有火花放電、輝光放電、亞輝光放電三種，其中火花放電為脈沖型放電，輝光放電為非脈沖型放電，亞輝光放電則介于兩者之間。根據(jù)前文分析，根據(jù)局部放電過(guò)程產(chǎn)生的各種現(xiàn)象及各種生成物并結(jié)合天津地區(qū)主變壓器歷史檢修記錄統(tǒng)計(jì)宜采用油色譜法、超聲波法、特高頻局部放電檢測(cè)法結(jié)合使用的方法開(kāi)展變壓器內(nèi)部局部放電檢測(cè)工作。1. 油色譜法
油色譜法又被稱(chēng)為氣相色譜法，變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)在電場(chǎng)擊穿的作用下會(huì)使絕緣介質(zhì)發(fā)生分解，會(huì)產(chǎn)生一定的分解產(chǎn)物，同時(shí)不同的絕緣材料，不同的材質(zhì)其分解產(chǎn)物也不同。該方法的主要原理是對(duì)變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)產(chǎn)生的分解產(chǎn)物進(jìn)行定性定量分析，通過(guò)分析不同產(chǎn)物的組分，產(chǎn)生量進(jìn)一步判斷局部放電的部位及嚴(yán)重程度。該方法最大的優(yōu)點(diǎn)是不受設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)影響，不受復(fù)雜條件下電磁環(huán)境影響，檢測(cè)成本低，取樣方便，可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行分析也可在設(shè)備所在地就地開(kāi)展試驗(yàn)作業(yè)，較為先進(jìn)的試驗(yàn)儀器己具備變壓器油樣自動(dòng)分析識(shí)別功能。同時(shí)該設(shè)備還可作為在線檢測(cè)裝置安裝在變壓器附近，實(shí)時(shí)上傳檢測(cè)數(shù)據(jù)。目前天津地區(qū)大部分變電站主變壓器均己安裝“主變油色譜在線檢測(cè)系統(tǒng)”。該方法缺點(diǎn)也較為明顯，受靈敏度影響，變壓器油中的劣化衍生物需達(dá)到一定濃度方可達(dá)到檢測(cè)閡值，因此發(fā)現(xiàn)油色譜異常時(shí)局部放電己發(fā)生一段時(shí)間，同時(shí)該方法對(duì)變壓器內(nèi)部突發(fā)故障反應(yīng)較差，也無(wú)法定量檢測(cè)局部放電的程度及放電位置。另外，由于傳感器靈敏度及選擇性較差油色譜在線檢測(cè)系統(tǒng)誤報(bào)率較高。因此油色譜法可作為變壓器運(yùn)行狀態(tài)的長(zhǎng)期定性檢測(cè)手段，對(duì)具體放電故障進(jìn)行判斷時(shí)應(yīng)與其他方法配合使用。
2. 超聲波法
變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)會(huì)產(chǎn)生超聲波信號(hào)，部分變壓器在設(shè)計(jì)過(guò)程中己預(yù)置有超聲波接受探頭，通過(guò)不同位置的探頭接收到超聲波信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算出超聲波信號(hào)發(fā)出的具體位置和強(qiáng)度，對(duì)于沒(méi)有預(yù)裝超聲探頭的變壓器可使用手持式探測(cè)器對(duì)變壓器不同位置進(jìn)行探測(cè)，找出信號(hào)最強(qiáng)位置再進(jìn)行進(jìn)一步判斷。該方法可用在日常巡視和在線檢測(cè)系統(tǒng)中，其定位效果良好，但是無(wú)法對(duì)局部放電程度進(jìn)行定量檢測(cè)，此外，該方法對(duì)于變壓器內(nèi)部組件表層單一局部放電點(diǎn)檢測(cè)效果較好，但是對(duì)于發(fā)生于繞組內(nèi)部等深層次故障或多點(diǎn)同時(shí)發(fā)生局部放電時(shí)檢測(cè)效果下降嚴(yán)重，同時(shí)考慮該方法在復(fù)雜電氣設(shè)備條件下抗干擾能力差，因此需與其他檢測(cè)方法配合使用。
3. 特高頻局部放電檢測(cè)法
變壓器內(nèi)部局部放電通常情況下是間歇性放電，其持續(xù)時(shí)間很短，在納秒量級(jí)，查閱試驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，局部放電過(guò)程中釋放電磁波的頻譜特性與局部放電源的外觀特征，放電間隙，絕緣強(qiáng)度相關(guān)，當(dāng)放電間隙較小，絕緣強(qiáng)度較高時(shí)期放電時(shí)間較短，產(chǎn)生的電磁波頻率較高，在大型變壓器內(nèi)部其主要絕緣介質(zhì)為25#航空煤油，絕緣強(qiáng)度較高，因此放電過(guò)程中產(chǎn)生的電磁波頻率也較高，可達(dá)GHz數(shù)量級(jí)。通過(guò)對(duì)這個(gè)頻段的測(cè)量可有效避開(kāi)復(fù)雜電磁環(huán)境下其他包括工頻電磁波在內(nèi)的絕大多數(shù)背景噪聲，有助于精確定位局部放電具體位置，且不同放電位置放電間隙，局部絕緣條件不同因此該方法可追蹤多個(gè)局部放電點(diǎn)。但該方法受到變壓器殼體及內(nèi)部金屬構(gòu)件屏蔽作用影響較大，測(cè)量精度穩(wěn)定性較差。
在工作現(xiàn)場(chǎng)上述三種方法需協(xié)同使用，利用各種方法的優(yōu)勢(shì)逐步縮小局部放電故障點(diǎn)范圍，提高局部放電檢測(cè)量化標(biāo)準(zhǔn)，為變壓器檢修工作提供更為精確的試驗(yàn)依據(jù)。
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