楊 超

（黑龍江工業(yè)學(xué)院，黑龍江 雞西 158100）

電網(wǎng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的保障是電氣設(shè)備安全運(yùn)行，電氣設(shè)備絕緣的好壞對(duì)電氣設(shè)備正常運(yùn)行有很大的影響。電氣設(shè)備局部放電檢測(cè)是評(píng)判電氣設(shè)備絕緣系統(tǒng)好壞的最佳方法與評(píng)估方式，對(duì)電氣設(shè)備局部放電檢測(cè)技術(shù)的研究是很有必要的。

1 電氣設(shè)備局部放電類型和特點(diǎn)

第一，沿面放電。在電氣設(shè)備之中使用來支撐和固定帶電部分的固體介質(zhì)，大部分是在空氣之中。倘若電壓超出某些限制的時(shí)候，就會(huì)在固體介質(zhì)與空氣分界面產(chǎn)生沿著固體介質(zhì)表面的放電情況，也就是所謂的沿面放電。以下就以較為典型的絕緣子作為例子對(duì)沿面放電發(fā)展過程展開描述。沿面放電實(shí)際上是比較特殊的氣體放電，沿面放電電壓比氣體或固體單獨(dú)當(dāng)成絕緣介質(zhì)的時(shí)候擊穿電壓都還要低。對(duì)沿面放電電壓造成影響的因素包含了電壓波形與空氣污染程度、氣候與電場(chǎng)分布等。

第二，電暈放電。其是很不均衡電場(chǎng)所具備的自持放電形式。電力系統(tǒng)里面遭受到的絕緣構(gòu)架多數(shù)是不均衡的，因此，不均衡電場(chǎng)形式多樣，大多為不對(duì)稱電場(chǎng)。當(dāng)電場(chǎng)很不均衡的時(shí)候，間隙中所加電壓會(huì)上升，在大曲率電極周圍小范圍中的電場(chǎng)可以讓空氣產(chǎn)生游離的狀態(tài)，間隙中多數(shù)地區(qū)的電場(chǎng)依然非常小。在大曲率電極周圍較薄一層空氣里面會(huì)具有自持放電條件。放電單單限制于大曲率電極附近較小的范圍中，整個(gè)間隙并沒有被擊穿。容易出現(xiàn)電暈放電的設(shè)備通常為高壓輸電線路。通常來說，把空氣看成是非導(dǎo)體，可是空氣里面有一小部分由宇宙線照射而構(gòu)成的離子，帶正電的導(dǎo)體可以吸引四周空氣里面的負(fù)離子而慢慢中和。假設(shè)帶電導(dǎo)體存在尖端，那么這一處空氣里面的電場(chǎng)強(qiáng)度和別的形式的放電是則有差異的。電暈放電的過程中，電流強(qiáng)度不是由電路阻抗所決定的，而是由電極外氣體空間電導(dǎo)所決定的。

2 電氣設(shè)備局部放電檢測(cè)技術(shù)分析

電氣設(shè)備局部放電檢測(cè)一般會(huì)在場(chǎng)地試驗(yàn)、設(shè)備出廠和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)開展，對(duì)測(cè)量結(jié)果的正確分析需獲取到正確的局部放電的定位、強(qiáng)度和模式信息。檢測(cè)技術(shù)是電氣設(shè)備局部放電分析的基本，模式辨別給出了造成局放出現(xiàn)的類型和原因，定位可顯現(xiàn)出局房源的正確方位，局部放電強(qiáng)度可顯示出現(xiàn)階段局部放電活動(dòng)的狀態(tài)。這方面的信息相融合才可科學(xué)評(píng)估介質(zhì)的絕緣狀態(tài)。

（1）超聲波檢測(cè)技術(shù)。電氣設(shè)備局部放電的過程中，一般會(huì)出現(xiàn)電荷產(chǎn)生中和作用的現(xiàn)象，該中和過程會(huì)導(dǎo)致放電部位分子出現(xiàn)非常劇烈的變化，分子變化可以將熱量釋放出來，受熱能夠讓這一地區(qū)的電氣設(shè)備部位產(chǎn)生膨脹。待放電過程結(jié)束，受熱膨脹的區(qū)域就可以即刻復(fù)原，可是膨脹復(fù)原的過程會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)疏密產(chǎn)生改變，介質(zhì)疏密改變會(huì)有超聲波出現(xiàn)。這一超聲波是將放電區(qū)域當(dāng)成中心，通過球面波的形式朝四周擴(kuò)展。采用聲電轉(zhuǎn)換器的時(shí)候，把這一超聲波的聲信號(hào)變成電信號(hào)，接著通過儀器捕捉和分析，就能夠正確推斷出放電的詳細(xì)位置。

超聲波檢測(cè)技術(shù)因?yàn)橛兄浅?qiáng)的抵抗場(chǎng)地電磁干擾能力，與此同時(shí)運(yùn)用起來非常便捷，所以在GIS設(shè)備局部放電測(cè)量過程中運(yùn)用甚廣。GIS設(shè)備出現(xiàn)局部放電的過程中，分子之間會(huì)出現(xiàn)較為劇烈的碰撞，如此就會(huì)構(gòu)成一種壓力，該壓力會(huì)導(dǎo)致聲波出現(xiàn)，而聲波會(huì)通過球面波形式往外傳播，傳播頻率在20～100 kHz內(nèi)，此種聲波為超聲波。超聲波局部放電帶電測(cè)量技術(shù)是由設(shè)置于GIS殼體中的壓敏傳感器接收傳播至外殼的一種型號(hào)，進(jìn)而分析聲信號(hào)，借此推斷出設(shè)備產(chǎn)生局部放電與否，同時(shí)還能夠明確放電區(qū)域的具體位置。

（2）脈沖電流檢測(cè)技術(shù)。脈沖電流檢測(cè)技術(shù)是現(xiàn)如今運(yùn)用范圍較廣的一種技術(shù)，國(guó)際電工委員會(huì)為此設(shè)置了有關(guān)該種加測(cè)方式的標(biāo)準(zhǔn)。其原理就是：第一，對(duì)設(shè)備加高強(qiáng)壓，假使出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，兩邊的電壓就會(huì)改變，接著在此時(shí)耦合一個(gè)阻抗，回路里面就會(huì)出現(xiàn)電流，最終經(jīng)過收集與放大該阻抗中的電流，就能夠測(cè)量出局部放電基本量。這種檢測(cè)技術(shù)包含了直接檢測(cè)和平衡檢測(cè)方法。前者在檢測(cè)時(shí)會(huì)遭受到各種干擾因素，導(dǎo)致側(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)，特別是在施工場(chǎng)地這種較為復(fù)雜的環(huán)境中，干擾尤為嚴(yán)重。所以，要抵抗干擾，就需要使用到平衡檢測(cè)方法，這種方式在施工場(chǎng)地運(yùn)用甚廣。脈沖電流檢測(cè)技術(shù)就是在中間接頭的接地線位置連接高頻電流互感器，把電流信號(hào)耦合至此，接著經(jīng)過高頻電流互感器以及分析儀器里面的檢測(cè)電纜展開傳送，傳送至分析儀器里面進(jìn)行分析和推斷。

（3）超高頻檢測(cè)技術(shù)。該種技術(shù)是借助超高頻天線檢測(cè)電氣設(shè)備局部放電構(gòu)成的電磁波，超高頻天線檢測(cè)頻帶通常在300～3000 MHz以內(nèi)。超高頻檢測(cè)技術(shù)對(duì)于多種類型的放電性不足有很高的靈敏性，不會(huì)遭到機(jī)械的干擾，能夠迅速定位局部放電位置，還有著檢測(cè)范圍大的優(yōu)勢(shì)。超高頻UHF局部放電檢測(cè)是依賴于信息特點(diǎn)以及局部信號(hào)譜圖推斷局部放電類型的。伴隨電氣設(shè)備局部放電檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展和技術(shù)水平的提升，超高頻檢測(cè)技術(shù)在電氣設(shè)備局部放電檢測(cè)過程中的運(yùn)用甚廣。

（4）射頻檢測(cè)技術(shù)。這種檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)的基本原理就是經(jīng)過無線電接收器接收空間電磁波信號(hào)，其原理和偵測(cè)電臺(tái)設(shè)備類似，采用掃頻和選頻檢測(cè)明確電磁波的信號(hào)大小，同時(shí)可以進(jìn)行較大范圍的定位，可以對(duì)選取的頻率范圍做出相應(yīng)的圖形，推斷是不是有局放信號(hào)和其大小。射頻檢測(cè)技術(shù)包含了頻譜分析及時(shí)間處理兩種模式，其中，頻譜分析包含了峰值、平均與分別峰值平均監(jiān)測(cè)技術(shù)。這種檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于檢測(cè)的靈敏性很高，檢測(cè)系統(tǒng)安置便捷，檢測(cè)的過程中不會(huì)將電氣設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的方法轉(zhuǎn)變。而缺陷在于局放信號(hào)分析能力和解決能力有待提升，檢測(cè)重復(fù)性差，對(duì)于變電站環(huán)境的適應(yīng)性不強(qiáng)，評(píng)估方式有很大的難度，很容易遭受到外界電磁信號(hào)干擾，且定位能力不強(qiáng)。現(xiàn)如今，將該種檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用在電氣設(shè)備局部放電在線檢測(cè)過程中。中國(guó)與西方國(guó)家均對(duì)該種類型的檢測(cè)技術(shù)的定位能力以及靈敏性進(jìn)行了探索和研究。西方國(guó)家經(jīng)過實(shí)驗(yàn)?zāi)M分析了射頻檢測(cè)技術(shù)運(yùn)用在不一樣類型的變壓器設(shè)備之中的靈敏性，同時(shí)探討了變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)于測(cè)定靈敏性的影響。把一般的局放檢測(cè)裝置靈敏性和1GHz射頻檢測(cè)系統(tǒng)靈敏性相比，結(jié)果表示射頻系統(tǒng)靈敏性更好。而中國(guó)研制出了頻帶為2到8GHz和靈敏性很高的平面等角螺旋天線當(dāng)作定位傳感器，同時(shí)提出了空間網(wǎng)格定位方式，防止以往解析算法由于時(shí)延檢測(cè)值和波速參數(shù)的偏差造成定位結(jié)果變大，以實(shí)驗(yàn)表明了這一定位系統(tǒng)的可靠性。

3 結(jié)語(yǔ)

雖學(xué)術(shù)界對(duì)于電氣設(shè)備局部放電檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的研究和探索，獲得了比較豐富的成果?？墒牵谀Ｊ奖鎰e以及檢測(cè)等方面，還有著一部分問題亟待解決，相信在技術(shù)的不斷發(fā)展過程中，電氣設(shè)備局部放電檢測(cè)技術(shù)也更加完善和健全。