局部放电在线监测的方法研究

汪峰 冯明义

摘要：在社会经济飞速发展的同时，对于电力资源的需求也越发的迫切，而确保电力的可靠性与安全性运作，则为当前电力企业所需完成的一项关键任务，在电力系统的运作之中，变压器是尤为关键的一个设备，其可对于电力输送的安全与否产生直接的影响，所以，对于此情况，那么就应积极进行变压器局部放电的在线监测，以此来防范故障问题的发生，切实保障电力输送的效果。基于此，本文以局部放电的类型分析为出发点，而后探讨了局部放电的定位，最后对于局部放电在线监测的方法进行了研究。

关键词：局部放电；在线监测；方法；研究

前言：

对于变压器来说，在不少状况之下，均易于致使短路现象的发生，而局部电路则可对于变压器所产生的消极状况加以监测，若在放电之初则可监测到，那么则需迅速的解除其中所存在的隐患问题，以防范损伤到内部的构造，所以说，对于局部放电在线监测方法进行分析与探讨至关重要，这样才更利于保证局部放电在线监测的效果。

一、局部放电的类型

其一，内部放电。对于内部放电来说，能够出现在绝缘层中间，以及其他的位置之上，在制作电机线棒时，受到工艺因素的制约，所以易于产生气隙问题，同时在电机的运用之中也易于受到温度等因素的影响，而致使气隙渐渐增大^[1]。特别是对于主绝缘的气隙来说更是如此，在全部气隙之内，易于受到强电场的影响，进而就会产生局部放电的情况，而受其的热效应影响，则会损伤到表面的绝缘，最终则会致使主绝缘的击穿。

其二，端部放电。对于电机之端部来说，也易于产生局部放电的情况，而在调查全部的绝缘事件时，发现因端部放电而导致的绝缘事故较易发生。在具体的运作之中，受到端部震动的影响，会导致防晕层产生一定的脱落状况，进而就会致使端部产生局部放电的情况，而其相较于内部放电来说，往往会更为强烈，所产生的破坏性也更为明显，更甚会导致滑闪放电状况的发生。

二、局部放电的定位

其一，超声定位法。这种方法强调于大力监测好局部放电所形成的信号，将超声波传感器在变压箱之外壳加以安装，若是产生局部放电的状况，那么对于此传感器来说，则可做到迅速捕捉到超声波信号，同时还能够实施有效的监测。因传感器的个数较多，同时所处的位置还有所差异，因而对于放电信号的具体监测时间也存在着显著的不同，所以能够以监测信号的时间等来对于局部放电的实际部位加以定位^[2]。

其二，电-声联合定位方法，此种方法是通过信号的具体传输速度来实施准确的定位。在产生局部放电状况时，对于速度较快的信号来说，则会快速的接触到监测器，因超声波的速度较为缓慢，所以监测器能够以了解超声波、以及电信号的时间差，对于局部放电的实际位置加以判断。

其三，电气定位法。在运用此种方法时，应做到假设出相关的事项，假设等值电路为纯容性电路，而在变压器之中，此种电路则可将实际的数值计算出来，若是产生局部放电的状况，那么则需符合于放电点、以及电压比值之间的函数关系，在测量电压之后，则可对于放电的部位加以判断。

三、局部放电在线监测的方法研究

（一）脉冲电流法

对于脉冲电流法来说，其为进行局部放电监测的早先方法，并且该种方法的运用率也较高，若是产生了局部放电的状况，那么就会形成高频脉冲电流，而其则可对于中性点实施有效的监测，同时还可对于电缆脉冲电流实施有效的监测^[3]。除此之外，还能够运用于监测器对于高压套管处的电流加以监测，以便可精准性的了解到在变压器之中局部放电的状况产生与否。

（二）超声波监测法

对于变压器来说，若其产生了局部放电的状况，那么则会出现超声波、以及电脉冲的信号，可针对于相应的信号，对于是否产生了局部放电的情况来实施有效性的判断，能够对于一同出现的超声波、以及电信号，对于内部的绝缘情况进行合理判断。

（三）射频监测法

对于射频监测法来说，其是利用于传感器对于中心点来实施监测的，还可借助于传感器来截取电磁波信号，然后实施妥当的监测，相较于超声波监测的方法来说，在运用于射频监测方法之后，则更利于提高监测的速度，在具体监测期间对于变压器运作形式所产生的变化情况，也不会因此而受到影响。

（四）光测监测法

若是产生了局部放电的状况，那么放电现象的发生通常是以脉冲电流所形成的，并且还会产生发热、以及发光的状况，对于光测监测法来说，则强调于认真监测好光辐射信号，运用于光电探测器，对于光辐射信号实施科学的监测，同时还应加以细致的研究及分析，对于光电探测器来说，可对于光辐射信号实施一定的转化，使其可成为电信号，而在处理电信号之后，就可在相应的监测系统之中加以输送，在运用于光测监测法的整个阶段，环境因素并不会对其造成影响，然不可否认的是，监测的实际灵敏程度却要相对低一些。

（五）化学法

在运用于化学法的过程之中，强调于运用变压器分解的浓度以及成分来实施监测，对于放电所形成的气体来说的，通常为一氧化碳以及氢气等，对于气体之中所包含的成分以及具体的浓度来实施放电监测，但在运用于化学法的过程之中，也会产生明显的不足，这主要体现在分离油气的时间较久，对于瞬时产生的电流难以迅速了解，再者，在运用化学监测法时，也仅可对于局部放电状况加以监测，而不可做到定位其发生的具体位置。

（六）成对耦合器监测法

在运用于这种方法的过程之中，强调于将耦合电压器安装至定子绕组之上，同时还需在其他位置加以安装，以便解除电机对其造成的影响。若是某个干扰脉冲在某项的接线端加以进入，那么干扰脉冲就会变为两路，如汇流环之两边是一样长，那么所通过的信号也是相同的^[4]。除此之外，若是产生了局部放电脉冲的情况，那么局部放电脉冲在回流环一段时间之后，才可被耦合器加以监测，之后输送至负输入端，在此情况下则会产生输出电压。对于此种监测方法来说，在水轮发电机之中有着极大的适用性，这是由于此发电机的体积较为之大，在进行耦合器安装的过程之中，能够十分的迅速和便利，同时对于其母线来说也较为之长，能够良好的鉴别出局部放电传播的差别。

总结：

总而言之，现如今，在我国用电量越发增多的同时，对于电力企业而言，也在积极采取有效的方式，保障电力系统处在稳定、安全的运作状态之下，在监测变压器的过程之中，针对所产生的局部放电状况，应实施认真的监测，并防范产生误判的状况，由于变压器在运用过程之中即为进行电力的有效输送，其内部结构所存在的复杂性特点还较为突出，也易于产生分布不均的状况，所以在产生上述状况之后，就易于引起局部放电状况的产生，而后就会对于绝缘性能产生一定的破坏作用，致使停电状况的产生，因此说，对于变压器实施在线监测具备着显著的价值。在实施在线监测的过程之中，可精准的监控设备的绝缘状况，所具备的灵敏度非常之高，还可做到准确性定位放电的具体部位，这样在修理变压器的过程之中，也具备着诸多的便利因素。伴随我国新型技术的持续性进步与发展，相信局部放电技术也会随之获得显著的更新和进步。

参考文献：

[1]熊一凡. 基于暂态地电压及超声波对开关柜局部放电检测的研究与应用[D].南昌大学,2020.

[2]孙小涵. 基于音频信号的12kV环网柜放电状态识别的研究[D].沈阳工业大学,2020.

[3]李露露. 基于电力扰动的单芯电力电缆绝缘在线监测方法研究[D].重庆大学,2019.

[4]马硕. 基于轻量级卷积神经网络的海上平台干式变压器局部放电模式识别[D].山东大学,2020.