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??粗鼐植糠烹姷臋z測技術。
局部放電檢測則是發(fā)現(xiàn)電纜絕緣中缺陷,保障電纜安全正常運行的重要手段。當電纜絕緣內部存在缺陷時,會導致電纜內部局部放電的發(fā)生。通過檢測電纜絕緣內部發(fā)生局部放電時所產(chǎn)生的聲、光、電信號及化學物質,可以實現(xiàn)對電纜局部放電的檢測和定位。 而測量局部放電最大的問題就是抗干擾問題,由電纜特性決定的局部放電頻率會被空間中許多的無線電干擾,導致不能夠最終確定是干擾信號還是局部放電信號,只有確??垢蓴_能力,才能提高試驗水平。
局部放電檢測特高頻(UHF)法檢測主要用于檢測局部放電產(chǎn)生的電磁波信號,并且廣泛應用于GIS。但因為GIS結構可對其產(chǎn)生影響,局放產(chǎn)生的電磁信號的波形與幅值等參數(shù)在其通過GIS傳播至UHF傳感器時發(fā)生變化,導致評估局部放電源信號的復雜性大大增加。因此,針對局放電磁波信號在GIS中傳輸特點的研究,對特高頻法十分有意義。GIS為同軸結構,信號傳輸特性與頻率密切相關。對工頻下的傳輸特性可利用電氣集總參數(shù)來等效,瞬態(tài)信號傳輸時應看作分布參數(shù)的傳輸線,對微波則應視為同軸波導。 據(jù)實驗分析,局放信號在GIS同軸結構中以橫向磁波(Transverse Magnetic-TM)和橫向電波(Transverse Electric-TE)進行傳輸。此外,GIS的特性阻抗與波阻抗因其存在絕緣子而不連續(xù),導致高頻波數(shù)次折反射其內部結構中。因此,局放電的UHF信號異常復雜。