
局部放電檢測是監測變壓器絕緣狀態的重要內容之一。大量的研究表明,電氣設備在發生局部放電現象的時候會產生一系列的物理化學現象,例如脈沖電流、電磁輻射、超聲波、光信號、熱量以及氣體成分的變化等。根據這些理化現象的特征,人們提出了各種局部放電的檢測方法,主要包括:脈沖電流法、超聲波法、特高頻法、油色譜法和紅外熱成像法等。脈沖電流法靈敏度高,但抗干擾性能差;變壓器體外超聲波法抗干擾能力強,但檢測靈敏度低;紅外熱成像法只能作為局放檢測輔助手段,并不能直接檢測局放現象;油色譜法抗干擾力強,但檢測的實時性能力差。而特高頻法抗干擾能力強,檢測靈敏度高,其檢測頻率范圍一般為0.5GHz-1.5GHz,可最大限度避開干擾信號。如果將特高頻傳感器安裝在變壓器箱體內,使這一方法的抗干擾能力遠優于目前傳統局部放電檢測方法,這對于實現變壓器局部放電的在線檢測十分有利。
對于電力變壓器絕緣系統中的局部放電特性,研究表明:油中放電上升沿很陡,脈沖寬度多為納秒級,能激勵起1GHz以上的特高頻電磁信號。目前,基于UHF的局部放電檢測技術在學術界和工程界都得到了廣泛關注,將局部放電UHF檢測技術應用于變壓器已經成為研究的熱點方向。
110kV及以上電壓等級的大型電力變壓器主要為油浸式變壓器,其油箱是采用厚度為15-30mm的鋼板制成的,UHF電磁波無法穿透油箱。因此變壓器特高頻傳感器的安裝方式是實現變壓器局部放電有效檢測的關鍵因素之一。
UHF傳感器安裝方式一般有三種:
(1)放油閥式。為接收變壓器內部的局部放電UHF電磁波信號,可以將傳感器放置在變壓器油箱內部。
(2)變壓器油箱接縫式。UHF電磁波可能傳過密封圈和空氣間隙輻射出來, 對于鐘罩式電力變壓器,在上下節油箱于底座的連接處,箱沿之間通過密封圈連接。
(3)介質窗口式。在變壓器頂部靠近高壓側的箱體上開介質窗,以盤式電容作為藕合UHF信號的傳感器,傳感器通過介質窗提取局部放電信號。