變壓器的在線監(jiān)測技術(shù)和診斷方法
油中溶解氣體的在線監(jiān)測和分析
隨著國內(nèi)外研究和應(yīng)用油中溶解氣體在線監(jiān)測設(shè)備的不斷普及，雖然不同的裝置在線的檢測手段和取樣方式的側(cè)重點(diǎn)各不相同，但是在原理上都是通過定性和定量測定氣體組分和含量的高低轉(zhuǎn)換成相應(yīng)強(qiáng)弱的信號而達(dá)到在線監(jiān)測的目的。并通過其現(xiàn)場MIS系統(tǒng)迅速的把測量結(jié)果傳輸?shù)焦ぷ髡竞凸芾碚呗?lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)中，而且很多資料都表明，目前一些有實(shí)力的公司和科研工作室都在致力于研究光聲傳感器，使在線色譜儀中不再攜帶帶氣裝置，從而延長設(shè)備的使用壽命和檢測精確度。
局部放電分析
所謂的局部放電就是在高壓電力系統(tǒng)的設(shè)備里的絕緣體當(dāng)中，因?yàn)殡妶龅木植啃缘募卸a(chǎn)生了一種放電現(xiàn)象，這種放電現(xiàn)象是非橋接狀態(tài)下產(chǎn)生的。與此同時(shí)，加上當(dāng)前不管是國內(nèi)還是在國外在這個(gè)領(lǐng)域研究最多的并且應(yīng)用的最為廣泛的局部放電在線監(jiān)測方法一個(gè)就是通過脈沖電流法，另一個(gè)就是超聲波法。對于這兩種方法我下面做一個(gè)簡要的分析：脈沖電流法在理論上是能夠做到測量范圍最小達(dá)到幾皮庫的局部放電，這可以說是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，但是這也意味著這種在線監(jiān)測方法相對而言交易容易受到外界的電磁干擾。而超聲波法的原理主要是通過安裝在變壓器的油箱上面的超聲波傳感器來對局部放電造成的超聲壓力波進(jìn)行檢測，其優(yōu)勢是抗電磁干擾的性能較強(qiáng)。同時(shí)，如果采用多個(gè)超聲波傳感器之后不僅可以更加精準(zhǔn)的在線檢測，還可以對放電進(jìn)行定位。但是這種方法也有其不足之處，由于超聲波在設(shè)備內(nèi)部絕緣里的吸收以及散射，靈敏度沒有脈沖電流法高。
局部放電的危害及主要放電形式
局部放電的危害
局部放電對絕緣設(shè)備的破壞要經(jīng)過長期、緩慢的發(fā)展過程才能顯現(xiàn)。通常情況下局部放電是不會造成絕緣體穿透性擊穿的，但是卻有可能使機(jī)電介質(zhì)的局部發(fā)生損壞。如果局部放電存在的時(shí)間過長，在特定的情況下會導(dǎo)致絕緣裝置的電氣強(qiáng)度下降，對于高壓電氣設(shè)備來講是一種隱患。
局部放電的表現(xiàn)形式
局部放電的表現(xiàn)形式可分為三類：第一類是火花放電，屬于脈沖型放電，主要包括似流注火花放電和湯遜型火花放電；第二類是輝光放電，屬于非脈沖型放電；第三類為亞輝光放電，具有離散脈沖，但幅度比較微小，屬于前兩類的過渡形式。
變壓器局部放電檢測方法
變壓器局部放電的檢測方法主要是以局部放電時(shí)所產(chǎn)生的各種現(xiàn)象為依據(jù)，產(chǎn)生局部放電的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)電脈沖、超聲波、電磁輻射、氣體生成物、光和熱能等，根據(jù)上述的這些現(xiàn)象也相應(yīng)的出現(xiàn)了多種檢測方法，下面介紹幾種目前比較常見的局部放電檢測方法。
1. 脈沖電流檢測法
這種方法是目前國內(nèi)使用較為廣泛的變壓器局部放電檢測方法，其主要是通過電流傳感器檢測變壓器各接地線以及繞組中產(chǎn)生局部放電時(shí)引起的脈沖電流，并以此獲得視在放電量。電流傳感器一般由羅氏線圈制成。主要優(yōu)點(diǎn)是檢測靈敏度較高、抗電磁干擾能力強(qiáng)、脈沖分辨率高等；缺點(diǎn)是測試頻率較低、信息量少。
2.化學(xué)檢測法
化學(xué)檢測法又被稱為氣相色譜法。變壓器出現(xiàn)局部放電時(shí)，會導(dǎo)致絕緣材料被分解破壞，在這一過程中會出現(xiàn)新的生成物，通過對這些生成物的成分和濃度進(jìn)行檢測，能夠有效的判斷出局部放電的狀態(tài)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是抗電磁干擾較強(qiáng)，基本上能夠達(dá)到不受電磁干擾的程度，也比較經(jīng)濟(jì)便捷，還具有自動(dòng)識別功能；但該檢測方法也存在一些缺點(diǎn)：由于生成物的產(chǎn)生過程時(shí)間較長，故此延長了檢測周期，只能發(fā)現(xiàn)早期故障，無法檢測突發(fā)故障，并且該方法只能進(jìn)行定性分析，無法實(shí)現(xiàn)定量判斷。另外現(xiàn)在使用的氣體傳感器對檢測到的所有氣體都較為敏感，致使檢測的準(zhǔn)確性不是很高。
3.光測法
由于局部放電會產(chǎn)生光輻射，光測法主要是針對局部放電時(shí)產(chǎn)生的光輻射進(jìn)行檢測。通常情況下變壓器油中發(fā)生放電時(shí)所產(chǎn)生的光波長度均不相同，試驗(yàn)結(jié)果表明光波的長度一般在500nm~700nm 這一區(qū)間范圍，當(dāng)光電發(fā)生轉(zhuǎn)換后，根據(jù)光電流的特性，能夠?qū)植糠烹娺M(jìn)行識別。
4. 超高頻檢測法
變壓器在發(fā)生局部放電時(shí)都會出現(xiàn)正負(fù)電荷中和的現(xiàn)象，并且伴隨這一現(xiàn)象都會形成一個(gè)陡的電流脈沖向周圍輻射電磁波。
該方法主要是通過對變壓器內(nèi)部產(chǎn)生局部放電時(shí)所發(fā)射的超高頻電磁波進(jìn)行接收，從而達(dá)到對局部放電的定位和檢測。這種檢測方法的主要優(yōu)點(diǎn)是測量頻率比較高、檢測頻率范圍可以調(diào)節(jié)、抗電磁波干擾性能強(qiáng)、靈敏度較高等。
5. 射頻檢測法
該方法主要是通過利用電流互感線圈從變壓器的中性點(diǎn)進(jìn)行測量獲取信號，測量的信號頻率通常能夠達(dá)到3 萬kHz，從很大程度提高了局部放電的測量頻率。主要優(yōu)點(diǎn)是射頻檢測系統(tǒng)安裝方便，檢測設(shè)備不會改變變壓器的運(yùn)行方式；其缺點(diǎn)是由于射頻檢測只能對單一的信號進(jìn)行分辨，無法準(zhǔn)確的判斷三相變壓器局部放電信號的總和，因此，不適合三相變壓器的局部放電檢測。
6.紅外熱像法
該方法主要是通過紅外線測量儀器對變壓器中局部放電時(shí)所產(chǎn)生的電熱能量轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)檢測局部放電區(qū)域內(nèi)的溫度變化達(dá)到檢測的目的。主要優(yōu)點(diǎn)是紅外線儀器操作簡便，并且測出的結(jié)果直觀準(zhǔn)確；其缺點(diǎn)是只能對變壓器表面的局部放電進(jìn)行檢測，無法檢測到變壓器深處的故障，只適合定性測量，目前尚不能用于定量測量。
7.超聲波檢測法
這種方法主要測量的是變壓器局部放電時(shí)所產(chǎn)生的超聲波信號。通過利用安裝在變壓器油箱上的超聲傳感器對變壓器局部放電產(chǎn)生的超聲波進(jìn)行接收，并以此來確定變壓器局部放電的位置和大小。該方法可以同時(shí)適應(yīng)在線和離線檢測，且檢測結(jié)果相同；其缺點(diǎn)是不能進(jìn)行定量判斷，只能作為輔助測量。