電氣強度局部放電分析理論方法——變壓器油絕緣紙

閱讀：1386發(fā)布時間：2023-5-5

在大量實踐的基礎(chǔ)上，GB7252-2001規(guī)定了不同故障類型產(chǎn)生的氣體成分，分析了油過熱、油和紙過熱、油紙絕緣中的局部放電、油中火花放電、油中電弧以及油和紙中電弧等故障的主要產(chǎn)氣成分和次要產(chǎn)氣成分。

用聲發(fā)射法對變壓器在線監(jiān)測局部放電的監(jiān)測頻帶為180~230kHz。利用諧振超聲波傳感器和寬帶超聲波傳感器對局部放電的超聲檢測進行了詳細的研究，并提出用小波方法分析超聲波信號。目標是為檢測在役變壓器的局部放電、放電源定位及安全性評估，并有廣泛的應(yīng)用。

不同性質(zhì)的故障所產(chǎn)生的油中溶解氣體的組分是不同的，據(jù)此可以判斷故障的類型，國際電工委員會和中國國家標準推薦用C2H2/C2H4,C2H2/H2,C2H4/C2H6三個比值來判斷故障的性質(zhì)。該方法目前已廣泛應(yīng)用于變壓器的在線故障診斷中，并且建立起故障診斷的專家系統(tǒng)，是當前在變壓器局部放電檢測領(lǐng)域非常有效的方法。

局部放電不僅是變壓器設(shè)備絕緣劣化的先兆和表現(xiàn)形式，而且能夠引起絕緣的進一步劣化，致使變壓器內(nèi)部油紙絕緣的電氣絕緣性能逐漸降低，最終導(dǎo)致絕緣擊穿或沿面閃絡(luò)，因此局部放電信號的幅度大小、放電次數(shù)、相位分布以及其他統(tǒng)計特征可能隱含著變壓器的絕緣狀態(tài)和放電嚴重程度等綜合信息。

氣相色譜法英文簡稱為DGA。當設(shè)備內(nèi)部發(fā)生熱故障、放電性故障或者油、紙老化時，會產(chǎn)生多種氣體。這些氣體會溶解于油中，不同類型的氣體及其濃度可以反映不同類型的故障，對油中溶解氣體的監(jiān)測和分析是充油電氣設(shè)備絕緣診斷的重要內(nèi)容。DGA法是通過檢測變壓器油分解產(chǎn)生的各種氣體的組成和濃度來確定故障（局放、過熱等）狀態(tài)。

常規(guī)脈沖電流法的缺點在于：①由于運行現(xiàn)場干擾嚴重，導(dǎo)致脈沖電流法無法有效應(yīng)用于在線監(jiān)測；②對于變壓器這類具有繞組結(jié)構(gòu)的設(shè)備，由于局部放電在繞組內(nèi)的傳播導(dǎo)致脈沖電流法在標定時產(chǎn)生很大的誤差；③當試樣的電容量較大時，受耦合電容的影響，測試儀器的測量靈敏度隨著試品電容增加而下降；④測量頻率低，頻帶窄，包含的信息量少。

對于電力變壓器等高壓設(shè)備的絕緣，由于絕緣內(nèi)部或表面發(fā)生局部放電而造成的放電電老化是不容忽視的。

國內(nèi)方面，清華大學、西安交通大學、東南大學、武漢大學、華北電力大學以及中國電力科學研究院、國網(wǎng)電力科學研究院（武漢高壓研究所）等很多科研院所都對超聲波檢測技術(shù)進行廣泛地研究和探索。電力變壓器絕緣局部放電的聲發(fā)射頻譜進行了研究，得出放電的聲發(fā)射頻譜峰值頻率分布在70~150kHz之間，并推薦在線監(jiān)測變壓器局部放電聲發(fā)射的監(jiān)測頻帶為70~180kHz。

該方法通過測量放電時回路電荷變化所引起的脈沖電流來實現(xiàn)對高壓電力設(shè)備局部放電的檢測。脈沖電流法采用的傳感器為耦合電容（如變壓器套管末屏）或電流傳感器，其測量頻帶一般為脈沖電流號的低頻段部分，通常為數(shù)kHz至數(shù)百kHz（至多為數(shù)MHz）。目前，脈沖電流法廣泛用于變壓器型式試驗、預(yù)防和交接試驗、變壓器局部放電實驗研究以及在線檢測等，其特點是測量靈敏度高、放電量可以標定等。

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