高压局部放电检测的关键问题研究

高压局部放电检测的关键问题研究

张文轩

（兴义市电力公司贵州省兴义市562400）

摘要：局部放电是一种电气设备绝缘的放电现象，在绝缘出现缺陷时会出现这种放电现象。检测绝缘老化有很多种手段，而局部放电是重要手段之一。通过局部放电在线检测，能够在绝缘介质发生严重问题前得到预警，避免很多运行中的在设备出现故障而引发重大事故。而研究与分析局部放电，也成为了电力系统安全稳定运行一项重要的研究方向，本文对其进行分析与探究。

关键词：高压局部放电；检测；关键问题

1引言

一般惯用局部放电测量系统在试验过程中仅能记录有限的数，而且在测量中常常受到测量条件的影响，往往使有些有用数据被遗弃，给进一步分析和判断造成困难，微机技术的应用，将能克服在局部放电测试中的上述缺点。目前，国内外在应用微机配合局部放电检测仪的功能方面，主要有:1.处理和分析数据，降低测量误差。2.区别并分离局部放电信号和外界干扰，进而实现局部放电自动检测、诊断并预测绝缘质量。

2高压局部放电的检测技术现状

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.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，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，用来对于电机进行局部放电检测。

3高压局部放电的检测干扰问题

3.1局部放电信号的干扰来源

从广义上分析，局部环境中的干扰除去一般的局部放电信号及同时流经电流传感器的检测系统外，还涵盖了检测系统本身发出的干扰信号，例如，设备接地、静电屏蔽及电路连接错误等因素造成的内部干扰问题。现场环境中的局部干扰主要针对于前者而言，可以划分为连续性周期性干扰、脉冲型干扰等类型。周期性干扰主要包含：高频率简谐波、载波通讯设备及其他无线电收发设备等。此外，脉冲型干扰信号根据波形规律可划分为周期性脉冲干扰信号和随机脉冲干扰信号两种，周期性脉冲干扰信号主要是由于高频率电流电泳形成；随机性脉冲信号干扰主要包括高压线路电晕效应干扰、电气设备局部放电干扰及电弧效应干扰等。此外，噪音来源主要有：线圈噪音、地面网噪音、动力电源噪音及继电保护系统噪音等。

3.2局部放电干扰的分类

由于不同因素导致的噪音干扰将不同程度影响和干扰局部的放电检测精度。假设各种干扰源的周期和变化幅宽一般一致，将显著降低测试仪器的检测灵敏度，换言之，满足可见条件的最低放电量值较试验电路的理论最低值较高。且上述干扰强度伴随外加电压增加而增加，因此，检测灵敏度与外加电压呈现显著的负相关关系。在其他检测工况下，外加电压增加，对应的试验电路出现放电现象，且可以认定其出现在试验物的内部。所以，应该关注的重点是如何降低外部烦扰强度，及选用具备放电波形显示的检测设备，以保证能够更加可靠地鉴别假性放电干扰问题。通过测定试验回路中可能出现外部干扰的区域，并将对应的干扰源划分为以下两大类：第一，同外部施加电压值高低不相关的干扰，第二，回路中外加高压状态下的干扰问题。干扰的主要形式如下：1.来自于外加电压的干扰，一旦电路控制系统、变压系统连通，将直接影响测定结果；2.来自于接地系统的干扰，一般主要针对于接地连接较差或者出现多点接地的情况，不同的接地位置的电位差在测试仪器上出现偏转干扰；3.从外部高压电路或者电磁波敷设位置检测到干扰，其主要电路回路外围的电磁场同回路内的电磁波在耦合条件下，引发的射频干扰，譬如：临近位置的高压设备、电焊及电火花等干扰；

4高压局部放电的检测干扰解决方案

局部情况下的放电将导致被检测信号较小，不容易观测到，其电压值数量级为微伏，单纯通过数值判断，且很容易被外部的各种干扰信号完全掩盖，所以，必须先解决外部信号干扰的问题，对上述这些干扰的抑制方法如下：

1.源自电压区域的干扰可以通过在电压中增加滤波设备缓解干扰问题。且滤波器的主要作用是降低位于检测设备频率幅宽内范围内的全部频率值，且可以满足低频率测试电压不被滤掉。

2.源自于外部接地端的干扰，选用单独连接的方式，将试验电路直接接地，以消除干扰。且保证全部的金属类设备接地良好，不会在接地端之间出现电压波动问题。

3.来源于外部的干扰源，例如高压试验、附近区域开关操作、无线电信号射频等均能引发静电或者电磁辐射问题，在电压耦合作用下，将出现干扰，且被误判为脉冲电压。若上述干扰信号源不能被及时清理，可以对试验电路进行处治，保证表面清洁度和光滑性较好，曲率半径较大，并能满足屏蔽条件。有时样品的金属外壳要用作屏蔽。有条件的可修建屏蔽试验室。

4.试验电压会引起的外部放电。假定在局部接触不良或者悬浮区域被外加电压充电后，将导致放电问题，通过判断波形特点将其与内部的放电现象区分开。通过使用超声波检测技术能够精准定位。在具体试验阶段，必须保证全部的设备可靠接地，且接地端不能出现局部锈蚀和脱落问题，接地连接位置应使用螺销压紧。就外部电压干扰防控方面，可以从干扰信号源、干扰形式及干扰信号后处理等方式实现。应先明确干扰源及类型，并将其彻底切断或者抑制，实现源头控制，这无疑是解决外部干扰的最佳方式，但是在进行干扰抑制过程中，不允许出现更改变压器运行模式的方法，所以，通过干扰形式及干扰后处理等方式解决干扰问题。

5总结与展望

除了以上的方法之外，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，制造工艺要求尚不成熟。

参考文献

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作者简介：张文轩（1969-09-26），男，汉族，籍贯：湖南省慈利县，当前职务：金信电力科技有限公司副总经理，当前职称：助理工程师，学历：大专，研究方向：电力系统带电检测及检修