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电声联合检测技术在变压器局部放电在线检测中的应用(1)

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2012/8/16 11:24:32   

【摘要】 随着电力设备电压等级的提高,电力部门对电力设备运行可靠性提出了更加苛刻的要求。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。文章介绍了局部放电检测中电—声联合检测技术的应用,并对采用此检测原理的变压器局部放电在线检测设备作了介绍。

1 引言

局部放电,是绝缘介质中的一种电气放电,这种放电仅限制在被测介质中一部分且只使导体间的绝缘局部桥接,这种放电可能发生或可能不发生于导体的邻近。电力设备绝缘中的某些薄弱部位在强电场的作用下发生局部放电是高压绝缘中普遍存在的问题。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,对电力设备进行局部放电测试是电力设备制造和运行中的一项重要预防性试验。我国国家标准和国际电工委员会都对此提出了相应规范。局部放电检测技术即是在这个背景下快速发展起来。

人们对局部放电的认识可以追溯到 1777 年,Lichtenberg 在Gottingen 皇家社团会议上发表了他试验研究的新结果。他利用伏特新设计的检测仪可以看到奇妙的星形或圆形尘埃轮廓。见图1 所示。他们认为,这些看来像放电通道的尘埃轮廓即代表着绝缘体表面放电现象。

图 1 正极(左)和负极(右)处表面放电产生的尘埃特征

1873 年,Maxwell 提出了电磁学假设,1896 年赫兹通过实验证明了Maxwell 关于电磁波存在性及其在空间、时间上传播的假说,这些理论和实验工作都成为了局部放电检测设备设计和物理模型开发的基础。

最初用于局部放电的检测设备是基于西林电桥的功耗电桥。该设备在1919 年开发出来,并在1924 年首次用于局部放电检测。一年后,即1925 年,Schwaiger 发现了电晕放电时的无线电频率特性。这项发现为设计测量电晕放电的无线电干扰仪奠定了基础。这种无线电干扰电压法(RIV)至今仍在一些国家,尤其是在北美国家中广泛应用。1928 年,Lloyd 和Starr 提出了平行四边形测量局部放电的方法,该方法可以认为是积分电桥的始祖。积分电桥是Dakin 和Malinaric 在1960 年提出。该方法在局部放电的物理研究中具有独到的优点,至今仍在应用。

此后,各种局部放电检测技术应运而生。基于对发生局部放电时产生的各种电、光、声、热等现象的研究,局部放电检测技术中也相应出现了电检测法和光测法、声测法、红外热测法等非电量检测方法。近年来,随着变频电源的广泛应用,一些变频系统绝缘出现过早老化的情况,在脉冲条件下的局部放电检测也引起人们的关注。本文综述了近年来应用较为广泛的声—电联合局部放电检测方法,并且介绍了一款采用此技术的成熟产品。

2 声—电联合检测技术原理

2.1 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10ns 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,二十世纪八十年代由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。

来源:互联网
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