在變壓器制造過程中難免會出現(xiàn)一些局部缺陷,如氣泡、裂縫、電極毛刺和懸浮導電質(zhì)點等,這些缺陷會造成電場分布不均勻,從而形成極不均勻電場,進而導致局部放電的產(chǎn)生,促使變壓器絕緣劣化。據(jù)統(tǒng)計,變壓器發(fā)生的事故大多是由絕緣劣化造成的。 在局部放電產(chǎn)生的同時,會伴隨著很多現(xiàn)象,例如光、電脈沖、超聲波、電磁波等,通過檢測這些現(xiàn)象可以間接檢測到局部放電并進一步反映電介質(zhì)的絕緣狀況,進而判斷缺陷類型,甚至預測電氣設備的絕緣壽命。因此,目前無論是研究機構、制造廠商,還是電力系統(tǒng)運行部門,都非常看重局部放電的檢測技術。
在特高頻檢測法中特高頻天線扮演著非常重要的角色。特高頻天線根據(jù)天線安裝位置的不同可分為內(nèi)置天線和外置天線2種。其中典型的內(nèi)置天線包括套筒單極子天線、Hilbert 分形天線和Goubau天線,通常安裝在維修手孔(人孔)和放油閥處。內(nèi)置天線具有檢測靈敏度高以及電磁干擾小的優(yōu)點,但是已投運的變壓器通常不允許進行改造。而常用的外置天線包括阿基米德螺旋天線、平面等角螺旋天線和介質(zhì)窗傳感器,能夠安裝在介質(zhì)窗和套管處。 其中,在介質(zhì)窗處安裝傳感器是國際大電網(wǎng)會議(CIGRE)推薦的一種方式,也是國外最為常用的一種方式。不過,介質(zhì)窗需要在變壓器出廠時預留,因此國內(nèi)大量已投運的變壓器沒有辦法進行改造。套管處安裝傳感器則因傳感器會影響爬電距離而沒有得到廣泛應用。而750 kV 油浸式變壓器具有一定的特殊性,其箱體采用桶式結構,變壓器頂蓋桶體和底座之間采用橡膠墊通過螺栓連接密封,形成環(huán)繞變壓器一周的聯(lián)接接縫,這些接縫的寬度約為2cm,電磁波能夠從接縫處泄漏出,從而為變壓器局部放電在線監(jiān)測提供了新途經(jīng)。
超聲波、電磁輻射、電脈沖、光等都是會伴隨著電力變壓器局部放電出現(xiàn),同時能量損耗會在油中放電時產(chǎn)生,介質(zhì)損耗率也由此衍生出來?,F(xiàn)階段而言,常見的測量方法有超聲波測量、脈沖電流法、光測量法、介質(zhì)損耗率測量法、化學檢測法、紅外檢測法等,在其中超聲波測量法、脈沖電流法、超高頻法是現(xiàn)階段核心的檢測方式。 在具體運用過程中,假如能夠明晰電力變壓器局部放電所形成的高頻信號的特征,并掌握放電類型與其相互之間存在的對應關系,則能很大程度上提高電力變壓器局部放電故障判斷的準確性,假如能夠對收集到的數(shù)據(jù)開展深入細致的解析,還能完成故障的預測分析。特高頻局部放電定位方式關鍵依據(jù)放電信號的強度變化規(guī)律和時延規(guī)律,分別對應幅值定位法和時差定位法。