局部放电检测方法 — 电检测法

电检测法包括脉冲电流法、无线电干扰电压法、超高频 UHF 局部放电检测技术、介质损耗分析法 
1. 电检测法  
     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1ms 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 电流法无线电干扰电压法介质损耗分析法等等 特别是20 世纪80 年代由S. A. Boggs 博士和G. C. Stone 博士提出的超高频检测法近年来得到广泛关注。并逐渐有实用化的产品问世 2.1.1 脉冲电流法  
1.1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国际电工委员会IEC 专门对此方法制 定了相关标准IEC-270 该标准规定了工频交流 下局部放电的测试方法同时此方法也适合于直流条件下的局部放电测量 脉冲电流法的基本测试回路分为直测法和平衡，法两种直测法常遇到各种干扰特别是在现场环 境下会严重影响测试灵敏度而平衡法由于其抑 制共模干扰的优良性能得到广泛采用平衡法测 试回路有西林电桥差分电桥以及双电桥等形式，目前西林电桥干扰抑制比可达到几十差分法可达 到数百甚至上千但是平衡法的测量灵敏度一般，比直测法低 脉冲电流法应用广泛 目前市场上大部分电类 局部放电测试仪都采用直测法回路如瑞士Haefely，公司的TE571 局部放电测试仪JFD-2局部放电测 试仪等等湖北省电力试验研究院于2003 年曾对三，峡工程左岸电站2 号TWUM-840MVA/550kV 变压 器进行了现场局部放电的离线检测检测时最小背 景干扰3.5pC 最小检测量33.5 pC。  
1.2 无线电干扰电压法  
      RIV 无线电干扰电压法 包括射频检测法最早可 追溯到1925 年Schwarger 发现电晕放电会发射电 磁波通过无线电干扰电压表可以检测到局部放电 的发生国外目前仍有采用无线电干扰电压表检测 局部放电的运用在国内常用射频传感器检测放 电故又叫射频检测法较常用射频传感器有电容 传感器Rogowski 线圈电流传感器和射频天线传感器等。  
      Rogowski 线圈电流传感器是20 世纪80 年代由 英国的Wilson 等人提出1996 年吴广宁等人对，该传感器做出改进设计出用于大型电机局部放电。在线监测用的宽频电流传感器并获得实用新型专。利ZL97 2 42089.4 该传感器在我国陕西秦岭发电厂兰州西固热电厂已有应用[9] 清华大学朱德 恒等人将此传感器用于大型汽轮发电机-变压器组 的局部放电在线监测并在元宝山发电厂投入试运行取得一定效果RIV 方法能定性检测局部放电是否发生甚至 可以根据电磁信号的强弱对电机线棒和没有屏蔽层的长电缆进行局部放电定位采用Rogowski 线圈，传感器也能定量检测放电强度且测试频带较宽1~30MHz 现场测试证明该方法具有较好的实用价值。  
1.3 超高频 UHF 局部放电检测技术  
      在20 世纪80 年代以前市场上局部放电检测仪的工作频带仅在1MHz 以下1982 年Boggs 和 Stone 在他们的试验中使测试仪器的测量频带达到1GHz 成功的测试出GIS 中的初始局部放电脉冲[5] 在此频带下噪声信号衰减剧烈可有效的实现噪声抑制且可以基本无损的再现局部放电脉冲从 而深化对局部放电的机理性研究。  
       超高频检测又分为超高频窄带检测和超高频超宽频带检测前者中心频率在500MHz 以上带宽十几MHz 或几十MHz 后者带宽可达几GHz 由于超高频超宽频带检测技术有噪声抑制比高包含 信息多等优点受到人们的关注通常所说的超高频 检测技术即指超高频超宽频带检测，用于超高频局部放电检测的传感器主要为微带，天线传感器利用微带天线作传感器早在1980 年 Kurtz 等人就提出过他们设计的传感器用于大型 电机局部放电测试安装在一个或两个磁极上可探测到单根定子线棒的放电目前微带天线传感器已在检测大型电力变压器GIS 电力电缆等设备的局部放电上有相关应用 对于大电机局部放电检测，H. G. Sedding 等人 在1991 年提出一种定子槽耦合器stator slot coupler 该传感器由接地平面带状感应导体及两 端同轴输出电缆组成其耦合方式既不是感性也不 是容性而是具有分布参数的性质因此具有非常 宽的频带且能够反映内部放电和外部干扰在波形上的差异。  
1.4 介质损耗分析法  
      DLA 局部放电对绝缘材料的破坏作用是与局部放电，消耗的能量直接相关的因此对放电消耗功率的测 量很早就引起人们的重视在大多数绝缘结构中，随着电压的升高绝缘中气隙或气泡的数目将 增加此外局部放电的现象将导致介质的损坏从，而使得tgd大大增加因此可以通过测量tgd 的值来 测量局部放电能量从而判断绝缘材料和结构的性能情况。 
      介质损耗分析法特别适用于测量低气压中存在，的辉光或者亚辉光放电由于辉光放电不产生放电 脉冲信号而亚辉光放电的脉冲上升沿时间太长，普通的脉冲电流法检测装置中难以检测出来但这 种放电消耗的能量很大使得Dtgd 很大故只有采 用电桥法检测Dtgd 才能判断这种放电的状态和带。来的危害。  
      但是。DLA 方法只能定性的测量局部放电是否 发生基本不能检测局部放电量的大小这限制了。DLA 方法的运用目前关于用DLA 方法测局部放，电的报道还很少。  
       以上列举了一些电力设备常用局部放电检测方法从目前市场上看电测法仍是局部放电检测中，最重要的手段其中的脉冲电流法已经很成熟由 于其检测灵敏度很高且容易进行放电量校准采 用高频检测阻抗还可准确再现局部放电脉冲波形 故在进行局部放电机理研究实验室离线测试中占，主导地位但是由于其易受到外电路的电磁干扰 使其灵敏度大大下降在现场环境中脉冲电流法。  
       应用并不很多无线电干扰电压法中Rogowski 线 圈传感器由于结构简单安装方便检测灵敏度高，频带宽等优点在局部放电在线监测中被广泛采用 现在大型电机变压器GIS 等设备的在线监测中 均有应用超高频检测法是近年发展起来的新型局 部放电检测方法具有频带高灵敏度好抗电磁干扰能力强等显着优点被认为是最有潜力的局部 放电在线检测方法但是超高频检测用微带天线 传感器目前还在研究之中制造工艺要求甚高技术尚不成熟。