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揚(yáng)州國浩電氣有限公司

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局部放電試驗(yàn)方法-非電測法

閱讀：13發(fā)布時(shí)間：2025-7-5

相對于電檢測法，非電檢測法抗電磁干擾能力強(qiáng)，對試品電容要求低。其中有聲測法、光測法、化學(xué)法、紅外熱像法。

1. 聲測法

介質(zhì)中發(fā)生局部放電時(shí)，其瞬時(shí)釋放的能量將放電源周圍的介質(zhì)加熱，使其蒸發(fā)效果就像一個小爆炸。此時(shí)放電源如同一個聲源向外發(fā)出聲波，由于放電持續(xù)時(shí)間很短，所發(fā)射的聲波頻譜很寬，可達(dá)到數(shù)MHz。要有效檢測聲信號并將其轉(zhuǎn)化為電信號，傳感器的選擇是關(guān)鍵。常用的聲傳感器有用于氣體中的電容麥克風(fēng)、電介體麥克風(fēng)和動態(tài)麥克風(fēng)。用于液體中類似于聲納的所謂水中、用于固體中的測震儀和聲發(fā)射傳感器。

在聲一電傳感器中，工作頻帶和靈敏度是兩個重要的指標(biāo)。若傳感器工作頻帶過窄，脈沖相應(yīng)時(shí)間過長，容易造成信號混疊。故必須保證傳感器一定的工作頻帶。而在寬頻傳感器中要求傳感器幾何尺寸必須小于聲波波長，但是減小傳感器體積會導(dǎo)致傳感器測量面積減小，進(jìn)而降低測試靈敏度。反之若為了增大靈敏度而增大傳感器幾何尺寸又會導(dǎo)致傳感器工作頻帶減小，實(shí)際設(shè)
計(jì)中往往結(jié)合現(xiàn)場條件折中考慮這兩方面的要求。

聲測法利用傳感器將局部放電所產(chǎn)生的聲信號轉(zhuǎn)換為電信號，能較好的對變壓器故障進(jìn)行定位，但是聲信號經(jīng)過在絕緣油、空氣中的傳播，衰減，會發(fā)生畸變，因此不能真實(shí)地反映放電量的大小。所以一般經(jīng)過電測法獲得放電量的大小，結(jié)合聲測法對變壓器故障進(jìn)行定位，兩者結(jié)合起來應(yīng)用。

2. 光測法

光測法，顧名思義，是將局部放電產(chǎn)生的光源轉(zhuǎn)化為電信號以供測量，是通過光纖及傳感器完成的。局部放電一般都發(fā)生在設(shè)備內(nèi)部，若想獲取放電產(chǎn)生的光源，必須侵入設(shè)備內(nèi)部。所以光測法不適用于現(xiàn)場測量。

近年來，隨著光纖技術(shù)的發(fā)展將光纖技術(shù)和聲測法相結(jié)合提出了聲光測法該方法采用光纖傳感器局部放電產(chǎn)生的聲波壓迫使得光纖性質(zhì)改變導(dǎo)致光纖輸出信號改變從而可以測得放電，國外在電力變壓器和GIS設(shè)備中均有相關(guān)應(yīng)用。Black Burn等人將光纖傳感器伸入到變壓器內(nèi)部測量局放當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)超聲波在油中傳播這種機(jī)械壓力波擠壓光纖引起光纖變形導(dǎo)致光折射率和光纖長度的變化從而光波將被調(diào)制通過適當(dāng)?shù)慕庹{(diào)器即可測量出超聲波，可實(shí)現(xiàn)放電定位[。光測法在筆者接觸的電力工程試驗(yàn)中尚未接觸
過有關(guān)的設(shè)備。

其中還有紫外成像法，紫外成像法是針對紫外線光譜進(jìn)行偵測，通常用來檢測被測物電暈或表面放電所產(chǎn)生的紫外線，以發(fā)現(xiàn)放電問題。在高壓電氣設(shè)備局部放電試驗(yàn)中，利用紫外成像技術(shù)快速尋找或定位絕緣子、套管等設(shè)備的放電部位，消除外部放電干擾源，有助于提高局部放電試驗(yàn)的有效性。但是這種方法不能檢測變壓器、GIS等設(shè)備的內(nèi)部局部放電故障。

3. 化學(xué)檢測法

化學(xué)檢測法，應(yīng)用于變壓器局部放電檢測中即油色譜分析法。當(dāng)變壓器發(fā)生放電故障時(shí)，產(chǎn)生的能量會使絕緣材料分解產(chǎn)生氣體溶解在變壓器絕緣油中，通過檢測變壓器氣體的含量，判斷變壓器局部放電是否存在。目前，該方法廣泛用于變壓器的油氣分析，在指導(dǎo)變壓器的安全運(yùn)行方面取得了一定的成績。

氣相色譜檢測法是根據(jù)局部放電所產(chǎn)生的分解氣體來判斷局部放電的程度和局部放電的模式。該方法已廣泛應(yīng)用于變壓器的油氣分析，在指導(dǎo)變壓器的安全運(yùn)行方面取得了一定的成績。該方法可以避免電磁干擾的影響；可以根據(jù)局部放電所分解氣體的成分和濃度判斷局部放電的模式，目前已有三比值法、電協(xié)研法等判斷方法，一些新的判斷方法如模糊數(shù)學(xué)、模糊模式多層聚類、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等的新的判斷方法也陸續(xù)提出。

氣相色譜法現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于局部放電在線監(jiān)測。在線監(jiān)測技術(shù)包括單組分、多組分氣體兩大類。單組分的H2監(jiān)測技術(shù)運(yùn)用較早，能監(jiān)測內(nèi)部初期故障，并反映多數(shù)電氣缺陷，但有監(jiān)測組分單一、故障診斷遲延等技術(shù)局限。該方法的優(yōu)點(diǎn)是不受外界電磁干擾的影響，準(zhǔn)確度較高。缺點(diǎn)在于油氣分離是一個長期的過程，存在較大的時(shí)延性，對發(fā)現(xiàn)在早期潛伏性故障較敏感，無法反應(yīng)突發(fā)性故障；且只能對故障做定性分析，不能做定量判斷；氣體檢測器對檢測到的氣體均敏感，在線提取氣體組成有一定的困難。故不適用于現(xiàn)場交
接或預(yù)防性試驗(yàn)，但是可以結(jié)合電測法對變壓器故障做出判斷。

4. 紅外熱像法

紅外熱像法。它是基于變壓器內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的電熱能量引起局部區(qū)域的溫度升高，通過紅外探測器和熱成像來實(shí)現(xiàn)檢測的。優(yōu)點(diǎn)是使用方便，結(jié)果直觀，對于變壓器局部過熱故障比較靈敏。缺點(diǎn)是當(dāng)局部放電還沒有產(chǎn)生明顯局部過熱時(shí)或故障點(diǎn)處于變壓器深處時(shí)，該方法效果不理想。其用于定性測量有其一定意義，但用于定量研究還存在困難，目前多用于套管的檢測。

關(guān)于這些檢測方法的研究都取得了一定的進(jìn)展，主要表現(xiàn)在所用傳感器靈敏度的提高、數(shù)字處理水平的提高以及各種數(shù)學(xué)方法的應(yīng)用，大大提高了測量的精度與可靠性，并且使這些方法向在線監(jiān)測領(lǐng)域轉(zhuǎn)換。盡管如此還存在一些問題需要進(jìn)一步解決，最主要的是如何在運(yùn)行現(xiàn)場*的干擾中進(jìn)行信號的檢測和辨識，目前還沒有找到在各種場合都適用的方法。

在眾多非電量檢測中，超聲測法和化學(xué)檢測法受到人們普遍關(guān)注。超聲測法能夠有效地定位放電源，化學(xué)檢測法在氣體液體絕緣介質(zhì)中應(yīng)用廣泛。但非電量檢測法較之電量檢測法靈敏度不高，且很難或者不能對放電性質(zhì)放電強(qiáng)度進(jìn)行判斷。故常和電檢測法結(jié)合應(yīng)用作為電檢測法的輔助檢測手段。

上述是現(xiàn)今應(yīng)用較多的試驗(yàn)方法，應(yīng)用于各種現(xiàn)場試驗(yàn)以及變壓器在線監(jiān)測。這些方法各有利弊，要根據(jù)實(shí)際情況采取不同方法。但是在現(xiàn)場交接及預(yù)防性試驗(yàn)中，應(yīng)用的仍是脈沖電流法。

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