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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。鉴于此，本文对电力变压器局部放电带电检测与定位技术进行分析，以供参考。
关键词：电力变压器;局部放电;带电检测;定位技术
1现场局部放电试验分析
设备厂现场安装人员用皱纹纸对变压器线圈首端绝缘进行了加固处理。处理完毕后再次进行局部放电试验，A、B相高中低放电量均超标，C相均正常。两次试验数据均无明显变化，此次处理未发现根本原因。局部放电试验数据见表1。
（1）因为变压器的空载试验无异常，所以可初步断定变压器铁芯基本无放电的可能性。（2）根据变压器工频耐压试验数据正常，可判断变压器的主绝缘及纵绝缘合格，不存在放电可能性。（3）A相局部放电情况与传递系数相符，放电可能在低压侧，B相高中低三侧不符合传递系数，三侧均可能有问题。
2局部放电类型
绝缘介质的内部放电，变压器内部存在着各种不同介质常数的物质，气态物质的介质常数远小于固态，且与场强排列成反比，当该区域电压增大时，局部越远薄弱点气穴反应较大，产生放电现象;绝缘介质的沿面放电，电场中的某个场强分量平行于介质表面，当其高于耐受场强时，绝缘介质的弯曲处、边沿和四角位置都会发生表面放电;尖端放电，交变电场下，导体曲率半径较小的尖端位置会因为极不均匀的高强度电场产生电晕放电现象。
3电力变压器局部放电带电检测技术
3.1红外检测法
红外热成像监测法依据的是高压设备在局部放电时某部位的温度反应，若变压器被测的部位温度高于绝对温度，可以热成像系统来检测热能转化出来的红外辐射强度，由于大气对不同波长的辐射吸收程度不同，因而可根据波长分段选择合适的短波和长波进行检测，当辐射信号转换成电信号后会被处理成可以看懂的数据信息显示给检测设备控制人员，便可以判断出设备局部放电的位置和程度。这项检测技术不受电磁场干扰，并且可以在一定的距离内进行遥测，对于导体连接不良、变压器套管这类外部故障的检测效果较好。
3.2射频检测法
射频检测法是通过检测1～30MHz频段磁波信号来对局部放电进行检测，它能根据电磁信号的强弱对电气设备进行局部放电定位。常用的射频传感器有电容传感器、Rogowski線圈电流传感器和射频天线传感器等。目前，射频检测法一般用于电气设备局部放电的定位。基于Rogowski线圈传感器的局部放电定位技术能测出局部放电强度，定位效果较其他方法好。
3.3声测法
声测法是指通过电气设备外壳上的超声传感器来检测局部放电电子碰撞时产生的超声波信号的局部放电检测方法。声测法属于非电检测法，不能反映局部放电量的大小，且声波容易受到环境干扰，在传播中衰减和畸变，降低信号准确性。
3.4化学检测法
化学检测法是通过检测局部放电时放电产物的含量和分解速率来判断电气设备是否发生局部放电，评估电气设备绝缘状态。目前，化学检测法主要用于气体和液体绝缘介质的检测，在GIS气体检测和变压器油检测中均得到了应用。对于GIS，可通过检测SF6气体放电分解物组分和含量来检测局放。对于变压器油局放检测，油色谱分析法因其良好的经济性和有效性得到了广泛的应用。油色谱分析法主要是通过色谱柱分析、气体传感器分离来检测变压器油中可溶性气体的含量来判断变压器绝缘状况。
4电力变压器局部放电定位技术
4.1电气定位法
对局部放电过程中产生的电脉冲在绝缘介质中传播时的波形、信号能量的变化等信息建立相关的传递函数来进行分析研究，从而定位局部放电空间位置。主要有行波法，利用波的时延特性，根据行波延迟时间计算出距离，找出局部放电的点位;极性法，检测变压器绕组不同端子上的局部放电信号的极性，找到局部放电源可能存在区域;起始电压法，根据绕组长度、绕组两端电位、放电点电压为、起始放电电压等，依据一定的公式计算出放电位置。
4.2超高频定位法
超高频电磁信号抗干扰性较强，因而可以根据局部放电时产生的产生超高频电磁信号迅速确定局部放电位置，但是变压器时有多种电子配件和元件组成，大部分都为金属结构，这会影响超高频电磁信号的穿透效果，因而超高频电磁信号会根据电子变压器内部金属构造产生一定的几何绕射轨迹，对局部放电位置准确定位。
4.3局部放电检测联合定位法
以上检测方法各有优劣，光学法只能定位小范围内的放电位置，特高频具有信号具有干扰小、反应灵敏的优点，阵列传感器可多点定位，为保证定位结果的准确性，并考虑到技术成本和可操作性，实际进行局部放电定位检测时经常采用多种方法协同合作，例如超高频与超声波法的配合，超高频与光学法的配合，这类定位法统称为联合定位法，采此法时要考虑到变压器局部放电的复杂性，将两种定位法合理融合，并注意提升各环节中的综合操控能力，从而发挥加倍的联合应用效果。定位法比较如表2。
结束语
对备用变压器进行了绝缘试验及外施耐压试验等均合格，但现场长时感应电压试验中出现局部放电量超标，同时变压器B相升高座靠近变压器油箱位置有“咕噜咕噜”类似开锅状异响，经过多次长时感应电压、油色谱分析、滤油、排气、排油和油循环等方式，成功查找到了故障问题，消除了变压器局放超标和异响问题。
参考文献
[1]杨文良，闫旭，王琰，赵宇昂.变压器局部放电试验中放电信号图形分析[J].内蒙古科技与经济，2019（23）：92-93.
[2]邓志祥，康琛，王华云，郑蜀江，陈霖，蔡木良，邓杰，李博江，王鹏.10KV开关柜穿屏套管的局部放电检测与结构优化[C].2019：355-359.
天津市武清送变电工程有限公司，天津 301700
关键词：电力变压器;局部放电;带电检测;定位技术
1现场局部放电试验分析
设备厂现场安装人员用皱纹纸对变压器线圈首端绝缘进行了加固处理。处理完毕后再次进行局部放电试验，A、B相高中低放电量均超标，C相均正常。两次试验数据均无明显变化，此次处理未发现根本原因。局部放电试验数据见表1。
（1）因为变压器的空载试验无异常，所以可初步断定变压器铁芯基本无放电的可能性。（2）根据变压器工频耐压试验数据正常，可判断变压器的主绝缘及纵绝缘合格，不存在放电可能性。（3）A相局部放电情况与传递系数相符，放电可能在低压侧，B相高中低三侧不符合传递系数，三侧均可能有问题。
2局部放电类型
绝缘介质的内部放电，变压器内部存在着各种不同介质常数的物质，气态物质的介质常数远小于固态，且与场强排列成反比，当该区域电压增大时，局部越远薄弱点气穴反应较大，产生放电现象;绝缘介质的沿面放电，电场中的某个场强分量平行于介质表面，当其高于耐受场强时，绝缘介质的弯曲处、边沿和四角位置都会发生表面放电;尖端放电，交变电场下，导体曲率半径较小的尖端位置会因为极不均匀的高强度电场产生电晕放电现象。
3电力变压器局部放电带电检测技术
3.1红外检测法
红外热成像监测法依据的是高压设备在局部放电时某部位的温度反应，若变压器被测的部位温度高于绝对温度，可以热成像系统来检测热能转化出来的红外辐射强度，由于大气对不同波长的辐射吸收程度不同，因而可根据波长分段选择合适的短波和长波进行检测，当辐射信号转换成电信号后会被处理成可以看懂的数据信息显示给检测设备控制人员，便可以判断出设备局部放电的位置和程度。这项检测技术不受电磁场干扰，并且可以在一定的距离内进行遥测，对于导体连接不良、变压器套管这类外部故障的检测效果较好。
3.2射频检测法
射频检测法是通过检测1～30MHz频段磁波信号来对局部放电进行检测，它能根据电磁信号的强弱对电气设备进行局部放电定位。常用的射频传感器有电容传感器、Rogowski線圈电流传感器和射频天线传感器等。目前，射频检测法一般用于电气设备局部放电的定位。基于Rogowski线圈传感器的局部放电定位技术能测出局部放电强度，定位效果较其他方法好。
3.3声测法
声测法是指通过电气设备外壳上的超声传感器来检测局部放电电子碰撞时产生的超声波信号的局部放电检测方法。声测法属于非电检测法，不能反映局部放电量的大小，且声波容易受到环境干扰，在传播中衰减和畸变，降低信号准确性。
3.4化学检测法
化学检测法是通过检测局部放电时放电产物的含量和分解速率来判断电气设备是否发生局部放电，评估电气设备绝缘状态。目前，化学检测法主要用于气体和液体绝缘介质的检测，在GIS气体检测和变压器油检测中均得到了应用。对于GIS，可通过检测SF6气体放电分解物组分和含量来检测局放。对于变压器油局放检测，油色谱分析法因其良好的经济性和有效性得到了广泛的应用。油色谱分析法主要是通过色谱柱分析、气体传感器分离来检测变压器油中可溶性气体的含量来判断变压器绝缘状况。
4电力变压器局部放电定位技术
4.1电气定位法
对局部放电过程中产生的电脉冲在绝缘介质中传播时的波形、信号能量的变化等信息建立相关的传递函数来进行分析研究，从而定位局部放电空间位置。主要有行波法，利用波的时延特性，根据行波延迟时间计算出距离，找出局部放电的点位;极性法，检测变压器绕组不同端子上的局部放电信号的极性，找到局部放电源可能存在区域;起始电压法，根据绕组长度、绕组两端电位、放电点电压为、起始放电电压等，依据一定的公式计算出放电位置。
4.2超高频定位法
超高频电磁信号抗干扰性较强，因而可以根据局部放电时产生的产生超高频电磁信号迅速确定局部放电位置，但是变压器时有多种电子配件和元件组成，大部分都为金属结构，这会影响超高频电磁信号的穿透效果，因而超高频电磁信号会根据电子变压器内部金属构造产生一定的几何绕射轨迹，对局部放电位置准确定位。
4.3局部放电检测联合定位法
以上检测方法各有优劣，光学法只能定位小范围内的放电位置，特高频具有信号具有干扰小、反应灵敏的优点，阵列传感器可多点定位，为保证定位结果的准确性，并考虑到技术成本和可操作性，实际进行局部放电定位检测时经常采用多种方法协同合作，例如超高频与超声波法的配合，超高频与光学法的配合，这类定位法统称为联合定位法，采此法时要考虑到变压器局部放电的复杂性，将两种定位法合理融合，并注意提升各环节中的综合操控能力，从而发挥加倍的联合应用效果。定位法比较如表2。
结束语
对备用变压器进行了绝缘试验及外施耐压试验等均合格，但现场长时感应电压试验中出现局部放电量超标，同时变压器B相升高座靠近变压器油箱位置有“咕噜咕噜”类似开锅状异响，经过多次长时感应电压、油色谱分析、滤油、排气、排油和油循环等方式，成功查找到了故障问题，消除了变压器局放超标和异响问题。
参考文献
[1]杨文良，闫旭，王琰，赵宇昂.变压器局部放电试验中放电信号图形分析[J].内蒙古科技与经济，2019（23）：92-93.
[2]邓志祥，康琛，王华云，郑蜀江，陈霖，蔡木良，邓杰，李博江，王鹏.10KV开关柜穿屏套管的局部放电检测与结构优化[C].2019：355-359.
天津市武清送变电工程有限公司，天津 301700