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[摘 要]随着我国国民经济的快速发展，区域电网的供电规模正在不断的扩大，一些高参数和大容量的电力设备不断的投入运行，这对供用电可靠性与电能质量的要求也就越来越高。高压电器是电网运行中的重要设备，其可靠运行对于电网系统来说至关重要。本文以此为视角，高压电器局部放电检测技术与应用问题进行了研究，旨在通过本文的工作，为我国电力系统的正常运行提供一定的可供借鉴的信息。
[关键词]高压电器 局部放电 检测技术 应用
中图分类号：TM835.4 文献标识码：TM 文章编号：1009―914X（2013）22―0527―01
引言：随着科学技术的不断进步，大量的信号分析技术被应用到了高压点去局部放电的检测之中，受到了良好的实验效果。而随着我国国民经济的快速发展，区域电网的供电规模正在不断的扩大，一些高参数和大容量的电力设备不断的投入运行，这对供用电可靠性与电能质量的要求也就越来越高。高压电器是电网运行中的重要设备，其可靠运行对于电网系统来说至关重要。本文以此为视角，高压电器局部放电检测技术与应用问题进行了研究，旨在通过本文的工作，为我国电力系统的正常运行提供一定的可供借鉴的信息。
1高压电器局部放电检测的关键技术
1.1超声波技术
所谓超声波技术是指通过检测变压器局部放电引发的超声波信号进行测量局部放电的大小与位置。通常超声传感器的频带大概是70-150千赫兹，这要可以避开铁芯的铁磁噪声与变压器的机械振动产生的噪声。因为超声波法受电气干扰较小，能够在线测量与定位，所以超声波法的研究非常深入[1]。然而目前如今该方法存在着很大的缺点：首先是超声传感器灵敏度不高，很难在现场有效地检测到信号；其次是传感器的抗电磁干扰能力不强。所以，超声检测主要使用在定性地用来判断局部放电信号的有与无方面，还有结合脉冲电流法或者直接使用超声信号对局部放电源实施相应的物理定位。
1.2 RIV法技术
因为局部放电会产生电场，所以一般采用无线电电压干扰仪进行检测因为局部放电对无线电通讯或者无线电控制的干扰，同时制定出相应的测量方法的标准。通过RIV表进行检测局部放电的测量线路和脉冲电流直测法的测量电路二者的原理一样。除此之外，还能够利用一个接收线圈来接收因为局部放电而产生的电磁波，同时对于不同测试对象与不同的环境状况，选频放大器能够选择不同的中心频率，这样可以获得最大的信噪比。RIV技术已被广泛应用在检查电机线棒于尚未屏蔽层的长电缆的局部放电区域。
1.3光测技术
光测技术是利用局部放电引发的光辐射进行检测的方法。在变压器油当中，不同的放电发出的波长不一样，现有研究表明一般介于500-700mm之间。而在实验室使用光测法进行分析局部放电特点及绝缘劣化等层面已经获得了较大进展，然而因为光测法设备复杂并且昂贵、灵敏度较低，而且要求被检测物质对光是透明的，所以在实际中应用并不多见[2]。
1.4射频检测技术
射频检测技术是应用罗果夫斯基线圈从变压器中性点位置测取相应信号的方法，其测量的信号频率能够接近3万千赫兹，这样大大增强了局部放电的测量频率，而且其测试系统安装非常方便，检测设备不会改变电力系统的工作方式。然而对于三相电力变压器，获得的信号通常是三相局部放电信号的汇总，很难进行分辨，同时信号容易受到外界干扰。当前，随着数字滤波技术的不断发展，使得射频检测法在局部放电在线检测中获得了更为广泛的运用。
1.5脉冲电流技术
所谓脉冲电流技术是指通过测阻抗接入对回路测量，然后进行检测的方法。它主要检测变压器套管、变压器末屏接地线、变压器外壳接地线、变压器中性点接地线、变压器铁芯接地线以及变压器绕组中因为局部放电产生的脉冲电流，检测出放电值。当前，脉冲电流法是应用非常广泛的一种变压器检测方法。脉冲电流法一般被使用在变压器出厂时的试验与其他离线测试方面，它的离线测量灵敏度非常高。而脉冲电流法的主要缺点体现在下面几个方面：首先是抗干扰能力不强，很难有效使用在现场的在线监测；其次是将其用在变压器类具备绕组结构的设备标定时会引发较大的误差；再次是检测阻抗与放大器，二者对测量的灵敏度、准确性、分辨率以及动态范围均有不利影响，所以当试样的电容量比较大时，由于受到耦合阻抗的制约，导致测试仪器的测量灵敏度受到一定程度的制约；最后是测量频率教低、频带较窄，所包含的信息量教少。
1.6 DGA技术
所谓DGA技术是指通过检测变压器油分解过程中产生的各类气体的构成与浓度来确定存在的故障，比如局部放電与过热等情况。这种方法如今已广泛应用在变压器的在线故障诊断当中，同时已经建立起模式识别系统，能够完成故障的自动识别，是时下在变压器局部放电检测领域十分有效的方法[3]。然而DGA技术有以下两个缺点：其一是油气分析是一个长期的监测工作，所以很难发现突发性故障；其二是该方法很难进行故障定位。
2高压电器局部放电检测技术的应用
2.1Michelson干涉超声-光检测技术的应用
所谓Michelson干涉超声- 光检测法是通过光源与光纤绕圈传感器、二个3dB光纤耦合器、光电信号的处理器与一根单模光纤连接而成的方法。和Fabry-perot 干涉超声-光检测法相比，这种干涉原理的传感检测方法是非入侵式的。该方法的工作原理是：利用从光源发射出的相干光，然后通过3dB耦合器将它们分成两个相等的光束，其中一束在信号臂光纤中进行传输，而另一束在参考臂光纤中进行传输，而外界信号使用在信号臂的光纤绕圈探头处，第二个3dB耦合器将两束光进行再耦合，顺着光纤返回直到光敏元件。
2.2 Fabry-perot 干涉超声-光检测技术的应用
所谓Fabry-perot干涉超声-光检测系统是指通过传感器探头、光源、光电信号处理器与单模光纤连接而成的系统。该系统的工作原理如下：由光源发射出的单色光通过3dB耦合器顺着光纤传入到传感探头位置，在入射光在光纤纤芯-气体交界面上引起的第一次反射使得其余入射光步入密封气体腔之后，然后在涂有金属层的硅薄膜片上引发第二次反射，并且几乎接近全反射[4]。按照双光束相干原理，能够得出反射回来的光信号可以作为密封气体腔长度的函数。而传感探头反射回的光信号伴随着局部放电引起的超声波压力信号，通过挤压硅薄膜片形成的空气间隙的变化而同步变化，然后变现成干涉条纹。这些连续干涉条纹连续相位的变换可以得出密封气体腔间隙变化的相关信息，所以输出的光信号与实际输入的超声波信号相适应。
3结束语
当前，变压器的超高频方法的研究也对一些问题取得了阶段性成果，其中因为测量机理和脉冲电流法不一样，很难对视在放电量进行标定。而目前的研究反映出，就是在局部放电源到传感器二者之间的传播路径不发生改变的前提下，通过脉冲电流法的视在局部放电量和超高频方法检测到的脉冲信号幅值之间也不存在确定的对应关系，这在一定程度上就加大了应用该方法开展局部放电定量测量的难度。
参考文献
[1] 周冬梅，王凤仙. 高压电器局部放电检测方法及发展方向[J]. 农机使用与维修，2008（2）：99-101.
[2] 司文荣，李军浩，袁鹏，李延沐，方晓明，李彦明. 超声- 光法在高压电器设备局部放电检测中的应用[J].高压电器，2008（1）：59-63.
[3] 姜建国.故障诊断学及其在电工中的应用[M].科学出版社，1995.
[关键词]高压电器 局部放电 检测技术 应用
中图分类号：TM835.4 文献标识码：TM 文章编号：1009―914X（2013）22―0527―01
引言：随着科学技术的不断进步，大量的信号分析技术被应用到了高压点去局部放电的检测之中，受到了良好的实验效果。而随着我国国民经济的快速发展，区域电网的供电规模正在不断的扩大，一些高参数和大容量的电力设备不断的投入运行，这对供用电可靠性与电能质量的要求也就越来越高。高压电器是电网运行中的重要设备，其可靠运行对于电网系统来说至关重要。本文以此为视角，高压电器局部放电检测技术与应用问题进行了研究，旨在通过本文的工作，为我国电力系统的正常运行提供一定的可供借鉴的信息。
1高压电器局部放电检测的关键技术
1.1超声波技术
所谓超声波技术是指通过检测变压器局部放电引发的超声波信号进行测量局部放电的大小与位置。通常超声传感器的频带大概是70-150千赫兹，这要可以避开铁芯的铁磁噪声与变压器的机械振动产生的噪声。因为超声波法受电气干扰较小，能够在线测量与定位，所以超声波法的研究非常深入[1]。然而目前如今该方法存在着很大的缺点：首先是超声传感器灵敏度不高，很难在现场有效地检测到信号；其次是传感器的抗电磁干扰能力不强。所以，超声检测主要使用在定性地用来判断局部放电信号的有与无方面，还有结合脉冲电流法或者直接使用超声信号对局部放电源实施相应的物理定位。
1.2 RIV法技术
因为局部放电会产生电场，所以一般采用无线电电压干扰仪进行检测因为局部放电对无线电通讯或者无线电控制的干扰，同时制定出相应的测量方法的标准。通过RIV表进行检测局部放电的测量线路和脉冲电流直测法的测量电路二者的原理一样。除此之外，还能够利用一个接收线圈来接收因为局部放电而产生的电磁波，同时对于不同测试对象与不同的环境状况，选频放大器能够选择不同的中心频率，这样可以获得最大的信噪比。RIV技术已被广泛应用在检查电机线棒于尚未屏蔽层的长电缆的局部放电区域。
1.3光测技术
光测技术是利用局部放电引发的光辐射进行检测的方法。在变压器油当中，不同的放电发出的波长不一样，现有研究表明一般介于500-700mm之间。而在实验室使用光测法进行分析局部放电特点及绝缘劣化等层面已经获得了较大进展，然而因为光测法设备复杂并且昂贵、灵敏度较低，而且要求被检测物质对光是透明的，所以在实际中应用并不多见[2]。
1.4射频检测技术
射频检测技术是应用罗果夫斯基线圈从变压器中性点位置测取相应信号的方法，其测量的信号频率能够接近3万千赫兹，这样大大增强了局部放电的测量频率，而且其测试系统安装非常方便，检测设备不会改变电力系统的工作方式。然而对于三相电力变压器，获得的信号通常是三相局部放电信号的汇总，很难进行分辨，同时信号容易受到外界干扰。当前，随着数字滤波技术的不断发展，使得射频检测法在局部放电在线检测中获得了更为广泛的运用。
1.5脉冲电流技术
所谓脉冲电流技术是指通过测阻抗接入对回路测量，然后进行检测的方法。它主要检测变压器套管、变压器末屏接地线、变压器外壳接地线、变压器中性点接地线、变压器铁芯接地线以及变压器绕组中因为局部放电产生的脉冲电流，检测出放电值。当前，脉冲电流法是应用非常广泛的一种变压器检测方法。脉冲电流法一般被使用在变压器出厂时的试验与其他离线测试方面，它的离线测量灵敏度非常高。而脉冲电流法的主要缺点体现在下面几个方面：首先是抗干扰能力不强，很难有效使用在现场的在线监测；其次是将其用在变压器类具备绕组结构的设备标定时会引发较大的误差；再次是检测阻抗与放大器，二者对测量的灵敏度、准确性、分辨率以及动态范围均有不利影响，所以当试样的电容量比较大时，由于受到耦合阻抗的制约，导致测试仪器的测量灵敏度受到一定程度的制约；最后是测量频率教低、频带较窄，所包含的信息量教少。
1.6 DGA技术
所谓DGA技术是指通过检测变压器油分解过程中产生的各类气体的构成与浓度来确定存在的故障，比如局部放電与过热等情况。这种方法如今已广泛应用在变压器的在线故障诊断当中，同时已经建立起模式识别系统，能够完成故障的自动识别，是时下在变压器局部放电检测领域十分有效的方法[3]。然而DGA技术有以下两个缺点：其一是油气分析是一个长期的监测工作，所以很难发现突发性故障；其二是该方法很难进行故障定位。
2高压电器局部放电检测技术的应用
2.1Michelson干涉超声-光检测技术的应用
所谓Michelson干涉超声- 光检测法是通过光源与光纤绕圈传感器、二个3dB光纤耦合器、光电信号的处理器与一根单模光纤连接而成的方法。和Fabry-perot 干涉超声-光检测法相比，这种干涉原理的传感检测方法是非入侵式的。该方法的工作原理是：利用从光源发射出的相干光，然后通过3dB耦合器将它们分成两个相等的光束，其中一束在信号臂光纤中进行传输，而另一束在参考臂光纤中进行传输，而外界信号使用在信号臂的光纤绕圈探头处，第二个3dB耦合器将两束光进行再耦合，顺着光纤返回直到光敏元件。
2.2 Fabry-perot 干涉超声-光检测技术的应用
所谓Fabry-perot干涉超声-光检测系统是指通过传感器探头、光源、光电信号处理器与单模光纤连接而成的系统。该系统的工作原理如下：由光源发射出的单色光通过3dB耦合器顺着光纤传入到传感探头位置，在入射光在光纤纤芯-气体交界面上引起的第一次反射使得其余入射光步入密封气体腔之后，然后在涂有金属层的硅薄膜片上引发第二次反射，并且几乎接近全反射[4]。按照双光束相干原理，能够得出反射回来的光信号可以作为密封气体腔长度的函数。而传感探头反射回的光信号伴随着局部放电引起的超声波压力信号，通过挤压硅薄膜片形成的空气间隙的变化而同步变化，然后变现成干涉条纹。这些连续干涉条纹连续相位的变换可以得出密封气体腔间隙变化的相关信息，所以输出的光信号与实际输入的超声波信号相适应。
3结束语
当前，变压器的超高频方法的研究也对一些问题取得了阶段性成果，其中因为测量机理和脉冲电流法不一样，很难对视在放电量进行标定。而目前的研究反映出，就是在局部放电源到传感器二者之间的传播路径不发生改变的前提下，通过脉冲电流法的视在局部放电量和超高频方法检测到的脉冲信号幅值之间也不存在确定的对应关系，这在一定程度上就加大了应用该方法开展局部放电定量测量的难度。
参考文献
[1] 周冬梅，王凤仙. 高压电器局部放电检测方法及发展方向[J]. 农机使用与维修，2008（2）：99-101.
[2] 司文荣，李军浩，袁鹏，李延沐，方晓明，李彦明. 超声- 光法在高压电器设备局部放电检测中的应用[J].高压电器，2008（1）：59-63.
[3] 姜建国.故障诊断学及其在电工中的应用[M].科学出版社，1995.