变压器局部放电定位技术及新兴UHF方法的关键问题_唐志国
变压器局部放电故障定位几种方法的应用比较
变压器局部放电故障定位几种方法的应用比较宋友（国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司）摘要：介绍了几种变压器局部放电故障定位常用的技术手段，并结合实际现场试验中几种方法的应用情况，对其进行比较。
为各种变压器局部放电故障定位方法在现场的有效应用提供参考。
关键字：变压器局部放电、UHF、超声波、电气定位引言目前，对于变压器局部放电故障的确定，已有多种方法可以有效做到。
随着近年来计算机技术、数字信号处理技术的迅速发展，检测手段也越来越多，检测设备也越来越检测迅速、使用方便、功能强大。
对于制造厂家和现场试验、运行人员来说，仅仅确定局放故障是否存在是不够的，往往还要确定故障的位置，以便有的放矢的排除或者处理故障。
在出厂试验、交接验收试验、预试及运行中迅速查明变压器的内部放电故障位置，对迅速修复故障、保证设备制造质量及安全运行有重要意义，并可以节约大量人力、物力、时间，也是目前国网公司一次设备带电检测的重要组成内容。
局部放电的检测和定位都是根据放电过程中的声、光、电、热和化学现象来进行的，故障定位方法有超声波定位、电气定位、光定位、热定位和DGA定位等。
目前，国内外应用比较广泛的是超声波定位法和电气定位法，近几年，一些新的定位方法如UHF定位法也在国内外有较多的研究和应用。
本文拟对超声波定位法、电气定位法、UHF定位法进行应用比较，并就实际应用中存在的问题和今后的发展趋势进行探讨。
超声波定位方法当变压器内部发生局部放电故障时，会产生相应频率和波形特征的超声波信号，放电源成为声发射源。
超声波信号在油箱内部经过不同介质传播到达固定在油箱壁上的超声波传感器。
对应每一次放电，都会有相应的超声波产生；对应同一次放电，每一个超声波传感器接收到的相应超声波信号之间会表现出合理的、有规律的时差关系。
根据到达超声波传感器的相对时差，通过相关的定位算法，就可以计算出局部放电故障点。
局部放电产生的超声波信号到达不同传感器的有规律时差现象分为两种，一种为局部放电电脉冲信号与各超声波传感器收到的声波信号之间的时差，称为电-声时差。
变压器局部放电的特高频(UHF)在线监测
变压器局部放电的特高频(UHF)在线监测作者：李征宇焦泽强来源：《中国科技纵横》2012年第06期摘要:特高频（UHF）局部放电测量法与传统的脉冲电流法不同，它采集的信号是局部放电产生的特高频电磁波。
利用UHF法进行电力变压器局部放电的在线监测具有很强的抗干扰性和高灵敏度。
本文简单介绍了局部放电特高频在线监测的原理与装置，通过研究油中纸板沿面放电、油中纸板内部放电、油中悬浮放电、油中气泡放电及油中尖板放电5种典型局放模型的特高频放电信号，对局部放电信号的模式识别方法进行了分析。
关键词:变压器特高频局部放电1、前言局部放电是指绝缘结构中由于电场分布不均匀、局部场强过高而导致的绝缘介质中局部范围内的放电或击穿现象，是造成绝缘劣化的主要原因，也是劣化的重要征兆，与绝缘材料的劣化和击穿密切相关。
因此，对局部放电的有效检测对于电力设备的安全运行具有重要意义。
局部放电的检测是以局部放电所产生的各种现象为依据，通过能表述该现象的物理量来表征局部放电的状态及特性。
由于局部放电的过程中会产生电脉冲、电磁辐射、超声波、光以及一些化学生成物，并引起局部过热。
相应地出现了脉冲电流法、特高频（UHF）法、超声波法、光测法、化学检测法等多种检测方法。
特高频检测技术通过接收电力变压器局部放电产生的特高频电磁波，实现局部放电的检测和定位。
2、特高频在线监测的原理与装置2.1 UHF在线监测原理变压器内发生局部放电时，其放电持续时间是很短暂的，大约10ns～100ns。
放电脉冲的上升时间则更短，仅为0.35ns～3ns，脉宽1ns～5ns。
所以局部放电产生的脉冲信号的频带是很宽的，应在数十至数百MHz，甚至更高。
因此，局部放电所激发的信号，除了以脉冲电流的形式通过变压器绕组和电力线向外传播外，还会以电磁波的形式向外传播。
这样就可以通过特高频传感器接收到局部放电的信号，然后对接收到的信号进行分析，达到检测和定位局部放电的目的。
2.2 UHF在线监测的抗干扰性试验结果表明：局部放电所辐射的电磁波的频谱特性与局放源的几何形状以及放电间隙的绝缘强度有关。
电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考
电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考电力变压器在能源传输过程中起着至关重要的作用，但是长期使用的变压器容易出现老化，从而导致质量下降。
局部放电是变压器出现问题的重要前兆，能够帮助提前预警变压器故障。
因此，实现对电力变压器局部放电带电检测及定位技术的研究是至关重要的。
一、局部放电的基本概念电力设备的局部放电是指局部区域内电场强度超过介质击穿强度时发生放电现象。
通常，设备在正常情况下可以得到良好的绝缘，而在局部放电情况下，绝缘可能就会出现故障，这个过程是非常危险的。
因此，对设备做好局部放电的监测工作，就成了电力设备管理者的必修课程。
二、局部放电检测的重要性局部放电检测是一种非常重要的预警手段。
电力设备局部放电的监测和识别，可以让我们了解设备绝缘状态的准确情况，并且可以提前预警电气设备发生故障的风险，从而减少突发事故的发生，这对于维护电力设备的稳定运行具有非常重要的意义。
三、局部放电检测与定位技术的研究现状局部放电检测技术目前已经比较成熟，已经可以通过各种现代技术精确地检测和诊断局部放电。
同时，实现对局部放电的定位技术也已经成为了技术研究的一大热点。
在具体的技术应用上，目前一些国内外的学者和企业已经开始尝试利用超声波检测技术，红外热像法，电磁波检测技术以及电学特性化学分析等多种手段对局部放电进行检测和诊断。
另外，很多企业也已经开始将这些技术和设备进行组合和优化，以实现对电力变压器局部放电的无死角监测。
对于局部放电检测及定位技术未来的展望来说，随着科技的不断改进和升级，这些技术将会变得更加精准和可靠。
同时，随着电力设备的数字化、智能化和自动化水平的提高，这些技术也将被广泛应用，并且将会逐渐走向成熟稳定。
总的来说，在局部放电的研究中，重要的是要掌握局部放电的基本概念，并且了解不同的检测和定位技术的优缺点，以选择最适合自己使用的方法。
同时，我们也需要不断学习和理解科技的发展，以实现对局部放电的更精准、更有效的监测和诊断。
变压器局部放电定位方法分析
电的位置 Ｘ，这种方法在实际中应用较少 。但往往
通 过 改 变 加压 方 式 ，来 改变 不 同绕 组 承 受 的 电压 ， 从而 大致 判 断放 电源 所在 回路 。
甘
肃
电
力
技
术
２ ９
变 压器局部放 电定位 方法分析
姜世栋 温 定筠
（ 兰， 电力技术学院 甘 肃省兰州市 － Ｊ ＇ ｌ ７ ０３ ００ ３
甘肃电力科学研究院 甘肃省 兰州市 ７ ０５ ） ３ ００
【 摘 要】 概括论述 了变压器局部放 电定位 目前较为常用的电气定位 法和超声波定位法，分析 了两种方法
发） 、声信 号 触 发 （ 即声一 触发 ） 电信 号触 发 常用 声 ，
ｕ √ｃ（ 一＋ （） Ⅳ ｃｃ ） ｘｃ ，Ｊ ｃ （篇 一 西 ，）￡ ｘ Ｊ
＝
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式 中 ， Ｕ， Ⅳ、 Ｃ， ＣⅣ分别 是 线端 和 中性 、 、 点 处对 应 的 电压 和 电容 ； 为放 电点 到 中 性 点 的绕
中 不 同位 置 的局 部 放 电，用 绕组 的简 化等 效 电路 计
当达 到起 始放 电 电压 时 ，点 开始 放 电，这 时有 ：
Ｕ日 一
一
算出相应放电注入 电流对应的传递函数，从而根据
频率 分析 来确 定放 电点 的位置 。
Ｕｌ Ｕ Ⅳ —
， 一
（） ２
若 己知 ， ，则 只 要 改变 绕 组 两 端 的 电压 ，测 出 ｕ 、Ｕ Ｕ Ｕ 并将 其 带入 上式 ，就 可 以求 出放 ｍ
变压器局部放电定位技术及新兴UHF方法的关键问题
大量 故障统 计表 明 ，在 电气设 备故 障 中绝 缘故 障一 直 占有 较高 的 比重 ¨ Ｊ 发生绝 缘故 障 的原 因主 珥。
要 是 绝缘 薄 弱 处 的局 部 放 电 引起 的绝 缘 老 化和 失 效 ，并最 终 导致绝 缘击 穿【。局 部放 电检 测能够 提 ５ 】 前反 映变压 器 的绝 缘状 况 ，及时发 现设 备 内部 的绝
文 章编 号 ： １７ —６ ９２ ０） １ ０６０ ６ ４０ ２ （０ ８０ — ３ —５ ０
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器 局 部放 电定位 技 术及 新 兴 Ｕ ＨＦ方 法
的关键 问题六
唐 志国，李 成榕 ，常文治 ，王彩雄，盛康
（ 电力 系 统 保 护 与 动态 安全 监 控 教 育 部 重 点 实 验 室 ，华 北 电力 大 学 ， 北 京 １２ ０ ） ０ ２ ６
ｓ ｇ ，ｈ ａ ｉ ｉ ｈ ｒｅ（Ｄ ｄ ｔｃ ｏ ｃｎ ｌｇ ｔ ｅ ｔｅｐ ｒ ａ ｄｓ ａｇ Ｐ ） ｅ ｔ ｎｔ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｔ ｌ ｃ ｅｉ ｅ
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电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考
电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考随着电力工程的快速发展，电力变压器作为电力系统中不可或缺的重要设备，其稳定运行对整个电网的正常运行具有极其重要的作用。
随着变压器设备的老化，其局部放电现象日益频繁，给电网的安全稳定运行带来了极大的隐患。
对变压器的局部放电进行带电检测及定位技术研究显得尤为重要，本文将对该技术进行系统的探讨和思考。
一、局部放电及其检测原理我们需要了解局部放电的概念。
局部放电是指在绝缘的不完善或者存在缺陷的部分产生电晕或击穿现象，释放出一定量的能量，这种现象会伴随着气体的电离发光，产生特定的放电信号。
这种放电信号能够通过适当的传感器进行检测，并对其进行分析，以判断变压器是否存在放电现象。
常见的局部放电检测技术包括高频电流法、超声检测法、红外热像法、光纤传感器法等。
超声检测法是目前应用最为广泛的一种技术，它利用超声波传感器去探测变压器内部的声波信号，从而判断是否存在局部放电现象。
二、局部放电带电检测的意义局部放电的带电检测具有非常重要的意义。
一方面，局部放电是变压器绝缘老化、绝缘缺陷的典型表现，及时准确地检测到局部放电的存在，可以为变压器维护提供有力的依据。
局部放电的频繁发生会引起绝缘材料的退化，增加绝缘老化的速度，严重影响变压器的安全稳定运行，因此带电检测及定位技术的研究尤为迫切。
在实际应用中，局部放电带电检测及定位技术仍然面临着一些挑战。
变压器的工作环境复杂，高压、高温、高湿等条件使得局部放电信号受到干扰，增加了信号的分析难度。
变压器内部结构复杂，不同位置的局部放电信号具有不同的特征，这就要求对于不同位置的放电信号进行准确的定位分析，增加了技术实现的难度。
针对上述挑战，未来局部放电带电检测及定位技术的发展趋势可以从以下几个方面进行思考。
应用先进的信号处理技术和人工智能技术，对局部放电信号进行深度学习和智能识别，提高信号的分析精度和自动化程度。
结合传感器技术和无线通信技术，实现对变压器内部各个位置的实时监测和数据传输，提高检测的定位精度。
电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考
电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考电力变压器是电力系统中的重要设备之一，其正常运行对电力系统的稳定运行和供电质量具有重要的影响。
长期运行下的电力变压器会出现绝缘老化、介质劣化等问题，从而导致变压器内部出现局部放电，严重的甚至会引发变压器事故。
对电力变压器的局部放电进行带电检测及定位，具有重要的意义。
电力变压器的局部放电是指在其内部绝缘结构中的缺陷处，由于电压和电场的作用，使绝缘结构部分电压过高，从而引发局部击穿和电弧放电。
局部放电会导致变压器的绝缘性能降低，从而影响变压器的正常运行。
对电力变压器进行局部放电的带电检测及定位，可以及时发现变压器内部的问题，采取相应的维修和保养措施，保障变压器的正常工作。
电力变压器的局部放电带电检测及定位技术主要包括以下几个方面。
可利用高频电流互感器对变压器绕组进行检测，通过测量绕组内部的电流信号，分析是否存在局部放电的现象。
还可以通过热像仪或红外相机对变压器进行红外热像检测，通过观察变压器外表面的温度分布，确定是否存在局部放电的热点。
还可以利用声学放电检测技术对变压器进行检测，通过观察变压器附近的声音变化，判断是否存在局部放电的现象。
还可以利用光学显微镜或电子显微镜对变压器内部的绝缘结构进行观察和分析，以确定是否存在绝缘老化或介质劣化等问题。
在局部放电带电检测及定位技术的应用过程中，需要注意以下几个关键点。
需要选择合适的检测仪器和设备，保证检测的准确性和可靠性。
需要进行科学合理的检测方案设计和试验计划制定，保证检测的全面性和有效性。
需要进行充分的数据分析和处理，将检测到的信号转化为有关局部放电的定性和定量指标，为进一步的问题定位提供依据。
还需要及时进行相应的维修和保养，对发现的问题进行修复和处理，以确保变压器的正常运行。
电力变压器的局部放电带电检测及定位技术具有重要的意义。
通过对变压器进行全面、准确的检测和定位，可以及时发现和解决变压器内部的问题，确保变压器的正常工作，提高电力系统的供电质量和可靠性。
浅谈变压器局部放电的定位方法
电 力 科 技
浅谈 变压 器 局部放 电的定位 方法
魏 显 文
பைடு நூலகம்
（ 武威职业学院 ， 甘肃 武威 ７ ３ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要： 电 力 变压 器在 电力 系统 整体 的 运行 中扮 演 着重要 的 角色 ， 其绝 缘 强度 的 高低 会 直接 影 响 电 力 系统 运 行 时的 安全 状 态 。 而 引起 变压 器绝 缘 劣化 的 主要 原 因之 一 就是 局 部放 电（ 简称局 放 ） 。 因此 ， 局 部放 电定 位是 变压 器状 态 维修 的基 础 和质 量 监 控 的 重
点 项 目。 关 键词 ： 变压 器 ； 放 电； 定位 方法 ．
１ 电气定 位 法 部放电活动 。 该系统运行的关键依据是超声波和电磁波在变压器介 局部 放 电最 明显 的特 征 就是 产 生 电脉 冲 ， 电脉 冲 中包 含 很 多 可 质 中的 传播 速 度是 不 一致 的 ， 因而 可 以测 量 两 种 波到 达 传感 器 的时 进 而确 定 局 部放 电 的位 置 。定位 系统 依 赖一 个 可 同 时检 测 射 以研究分析的信息 ， 如信号能量幅值 的衰减 ， 波形的畸变和延时等 。 间差 ，
电气定位法的原理是根据放电脉冲在绝缘介质 中传播时的参数特 频和超声波 的复合传感器探头。 复合探头包括超声波传感器和射频 性， 建立相关 的传递 函数来确定放 电源的空间位置。 传感器两部分 ， 其中射频传感器由包围超声波传感器的环形铜环组 成， 铜环与地间形成一个 电容 ， 这种容性天线及与其连接 的引线 电 （ １ ） 行波法。 感 应 局 部 放 电 引起 的 电场 扰 动 ； 超 声 波传 感 行波法 的主要原理是利用波的时延特性来计算放点源与被测 感形 成一 个 谐 振 电 路 ， 传 感器 周 围填 满 环 氧 树 脂 ， 后 面 充 满 比例 为 ｌ ： ３的 点的距离。局部放电在放 电时会产生波形 ， 波形传播开始的瞬间会 器结 果较 复 杂 ， 出 现容 性 分 量 ， 需 要 经 过 一 段 时 间 的时 延 后 ， 行 波 分 量 才 到 达 测 量 环氧树脂 和钨粉的混合物 ， 具有很低 的横 向耦合系数 ， 可有效抵制 端。 根据行波传播的速度 ， 通过测量行波延迟的时间 ， 就可 以计算 出 接 收变 压 器箱 壁 变 向传 播产 生 的 横波 。 ５ 阵列 传 感 器定 位法 所求 距 离 ， 估 计 出放 电源 所 在位 置 。 阵列 传感 器 定位 法 是 超声 波 定 位 的改 进 方 法 ， 依据 超 声 波 到 达 （ ２ ） 极性 法 。 是一 种 基 于 极 性 法 的 原 理是 通 过 比较 变 压 器 绕组 的不 同端 子上 局 部 放 电 超 声传 感 器 的波 程 差 和相 位 差来 确 定 放点 信 号 的方 位 ， 该方法用多个超声 信号 的极性 ， 如对单相变压器 ， 理论上希望在高、 低 压绕组的四个端 传感器阵列采集超声信号的局部放电定位方法。 通过传感器阵列对 子测到不同极性的局部放电信号 ， 根据不同的极性信号来确定放电 波传感器构成阵列代替传统的多个超声波探头 ， 以检测传感器接收到的信号为时 位置。 但 是极 性 法 仅能 识 别到 局 部放 电源 可能 存在 于变 压器 绝 缘 的 局部放 电信号进行多点并行采样 ， 间基准， 依次计算出平面相控阵传感器接收到的超声波信号 的传输 某 个 区域 。要 精确 地 测 出放 电的位 置 ， 必 须利 用 其他 方 法 。 时延 以及 相 差 ， 再根 据 相 控测 向 的方 位 角得 出放 电点 的 空 间 几何 位 （ ３ ） 起 始 电压 法 。 实现 变 压器 内 多放 电 源 的定位 。 假 设 变压 器 绕 组 上 的 电压 分 布 均 匀 ， 令绕组长度为 Ｌ ， 绕 组两 置 ， 与传 统的超声定位法相比 ， 阵列定位的信 噪比高 ， 而且可 以解 端 电位 各 为 Ｕ ， Ｕ 。 传统 的超声定位将传感器安装在变压器 内部不 同 若放 电点 Ｎ离高压端 Ｈ的距离为 Ｘ ， 放 电点电压为 Ｕ Ｎ， 则有 ： 决多径传输问题 ， 导致放电信号通过多个不 同路径到达探头 ， 探头接收信号 同 （ ｕ Ｈ － Ｉ ｕ ） ／ （ ｕ ｕ ） ＝ Ｘ ／ （ １ － ｘ ） （ １ ． １ ） 位置 ， 性差 ， 导 致定 位 误差 大 。 除 此之 外 ， 阵 元 的数 量优 势 可 以转 化 为性 当Ｕ Ｎ达 到起 始 放 电 电压 Ｕ Ｉ 时， 则有 ： 当个别阵元失效使接收信号存在误差时 ， 并不影 响整体定 （ Ｕ Ｈ － Ｕ Ｉ ） ／ （ Ｕ Ｉ — Ｕ Ｉ ） － ｘ ／ （ １ － ｘ ） （ １ ． ２ ） 能优 势 ， 因此 ， 阵列定位法检测可靠性更高 。 若 已知 Ｌ ，则 只要 改变 绕 组 两 端 的 电 压 ，测 出 Ｕ Ｈ ， Ｕ Ｈ ， Ｕ Ｎ ， 位结果 ， 综 上所 述 ， 表 １ 总结 了 目前变 压 器 局部 放 电源定 位 的方 法及 特 Ｕ Ｎ ： ， 并将其代入式 １ ． １ 和１ ． ２即可求 出放电位置 Ｘ 。 点 。 ２ 电气 定位 法 存在 的问 题 表 １ 变压 器局部 放 电定位 方 法 比较 （ １ ） 由 于变 压器 有 很 复杂 的 内部 结构 ， 因此 对 于 不 同 的放 电 点 ， 在局部放电时产生的波在运行过程中可能会发生振荡 ， 但是测量放 比较 电气 法 超声 波 定 超 高频— 超 阵列传 感 器 电信 号 不能 反 映 变压 器 内部 真 实 状况 ， 只能 在 变 压器 的测 量 端点 进
电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考
电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考电力变压器作为电力系统中的重要设备，其正常运行对于电力系统的安全稳定具有重要意义。
变压器在运行过程中有可能存在局部放电现象，这是由于设备内部绝缘系统的老化、破损等因素导致的，如果不及时检测和定位这些局部放电问题，将会给变压器的安全运行带来严重的威胁。
局部放电是指电器设备内部绝缘系统中产生的局部间歇性放电现象。
这种放电会产生瞬态高温、气体和声波等副产品，可能导致设备内部绝缘材料的损坏和局部烧坏，进而引发设备事故。
对于变压器来说，及时的局部放电带电检测及定位技术显得尤为重要。
1.高频信号法。
这是一种利用局部放电产生的高频信号进行检测和定位的方法。
通过在变压器上安装感应线圈，可以采集到变压器绝缘系统中局部放电产生的高频信号。
通过分析这些信号的特征，可以判断出是否存在局部放电现象，并且可以定位发生放电的位置。
这种方法具有响应速度快、定位精度高的优点，但对于变压器的绝缘系统结构和阻抗变化要求较高。
2.红外热像法。
这是一种利用红外热像仪检测变压器绝缘系统温度变化的方法。
由于局部放电会产生局部温升，采用红外热像仪可以对变压器进行全面扫描，并通过图像处理技术找出温度异常的区域，从而定位局部放电问题。
这种方法具有非接触、全面性好的特点，但对于变压器的环境温度要求较高。
电力变压器局部放电带电检测及定位技术的选择应根据实际情况进行，不同的方法有不同的适用范围和优缺点。
在进行局部放电带电检测及定位时，应综合考虑各种方法的特点和实际运行条件，选择合适的技术手段进行检测和定位。
这样才能及时发现问题、减少故障，并保证电力变压器的安全运行。
浅析电力变压器局部放电检测方法
科学与信息化2020年1月上 73
工业与信息化
TECHNOLOGY AND INFORMATION
参考文献 [1] Sclater N,邹平.机械设计实用机构与装置图册[M].北京:机械工
4 结束语 综上所述，在电力变压器运行过程中，会受到诸多因素影
响，会出现电力变压器局部放电现象的发生，相关人员在检测 过程中有非电检测方法和电检测方法，其中电检测方法可以分 为脉冲电流法和无线电干扰测量法两种，而非电测量法可以分 为化学检测、光检测法、热检测法以及超声检测法四种方法， 这些方法在电力变压器检测过程中所使用的检测原理也各不相 同，每个检测方法都有一定的优势和劣势。为此，相关人员 要想确保能够有效检测出电力变压器局部发电现象，就要结合 实际情况以及每个方法最基础的检测条件，选择最合适的检测 方法，避免出现因使用的检测方法不合适造成的电力变压器故 障，最大化的确保电力变压器能够稳定正常运行。
TECHNOLOGY AND INFORMATION
工业与信息化
浅析电力变压器局部放电检测方法
江澎 康正军 冯一飞 刘晓龙 陈立国 甘肃省安全生产科学研究院有限公司 甘肃 兰州 730000
摘 要 在电力变压器运行过程中，变压器局部放电会造成很大的损害，在一定程度上会直接影响电力变压器正常 运行，严重时还会对整个电网系统造成影响，为此，相关人员必须要综合多个方面考虑，结合实际情况采取有效地 检测方式，有效预防变压器出现局部的放电现象。本文主要分析了电力变压器出现局部放电造成的危害和引发放电 现象发展的原因，深化探究相关的检测方法。 关键词 电力；变压器；局部；放电检测
3 具体分析电力变压器局部放电检测的有效方法 电力变压器如果出现局部放电时，还会表现出多样化的形
电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考
电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考随着电力变压器的广泛应用，安全稳定的运行成为了各方重视的问题，而变压器局部放电是影响变压器安全和稳定运行的主要因素之一。
因此，对变压器局部放电情况的及时探测和准确定位显得尤为重要。
本文将对电力变压器局部放电的背景、检测系统以及定位技术进行分析与思考。
一、电力变压器局部放电背景通常情况下，长期使用电力变压器会产生磨损和老化，导致绝缘系统出现缺陷，这些缺陷通常表现为局部放电。
而局部放电又会加速绝缘材料的老化、破坏绝缘系统的连续性，最终导致变压器的损坏。
为了及时发现和处理变压器的潜在问题，保障变压器的安全稳定运行，局部放电的及时发现和定位显得十分必要和重要。
在过去的几十年里，为了实现电力变压器的局部放电检测，发展了很多不同的检测系统。
这些系统通常包括两个主要的部分：传感器和分析系统。
传感器的类型包括了放电电压传感器、电流变化传感器、电测线传感器、磁场传感器、声压传感器等。
这些传感器可以通过检测变压器局部放电信号（如谐波、脉冲等）来判断变压器是否存在局部放电的情况。
分析系统旨在将传感器获取的信号处理后呈现给工程师进行分析和判断，分析系统通常包括放电数据采集、信号处理和故障诊断三个部分。
现代的分析系统通常使用计算机、模式识别等高端技术来实现数据处理和诊断。
早期的电力变压器局部放电定位技术主要使用绝缘泄放位置指示器、会声会影等手段。
而这些方法的不足在于定位的不准确和信噪比低。
目前，更多的技术被用于实现电力变压器局部放电的定位，例如：（1）基于时频分析的定位方法该方法是基于时域和频域的分析，通过计算不同频率的局部放电信号，结合时域相关系数和谱相关系数，从而确定局部放电发生的位置。
该方法通过测量不同位置的温度差异，从而定位变压器的局部放电位置。
该技术可以对变压器的大范围区域进行快速而准确的检测，具有很高的实用价值。
（3）一维移动滑动探头定位方法在此方法中，探头沿着被测区域移动，在出现局部放电的位置附近，探头信号峰值将会出现。
电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考
电力变压器局部放电带电检测及定位技术的思考电力变压器是电力系统中重要的设备，其正常运行对电网稳定性和供电质量有着重要的影响。
而变压器的局部放电是变压器设备中常见的故障形式之一，而局部放电带电检测及定位技术的研究与应用，对于变压器的健康运行与故障诊断具有重要意义。
本文将对电力变压器局部放电的概念及其带电检测技术进行初步探讨，希望能够对相关领域的研究工作提供借鉴与参考。
一、电力变压器局部放电的概念及特点电力变压器是电力系统中常用的电气设备，其作用是将高压电能通过互感器原理转换为低压电能，以满足不同电压等级的电力传输需求。
变压器在长期运行过程中会出现多种故障，其中局部放电是比较常见的一种形式。
局部放电是指在绝缘介质中出现的局部放电现象，一般是由于介质内部存在缺陷或者电场强度超过击穿强度所导致的，其放电量一般较小，位置局部，能够持续较长时间。
局部放电会导致绝缘材料的老化、劣化，最终使得设备绝缘失效，严重影响设备的安全运行。
由于变压器内部结构复杂，而且工作环境特殊，使得局部放电的带电检测及定位成为相对困难的技术问题。
采用有效的技术手段对局部放电进行带电检测与定位，对于确保变压器设备的安全运行和延长设备寿命具有重要的意义。
1. 传统检测手段传统的变压器故障检测手段主要包括超声波检测、热像检测、电磁波检测等方法。
这些方法可以对变压器进行一般性的故障检测，但是对于局部放电的带电检测效果有限，因为这些方法无法对变压器内部进行准确定位，且受到环境的影响较大。
2. 智能传感器技术随着传感器技术的发展，智能传感器技术在变压器局部放电带电检测中得到了广泛的应用。
智能传感器可以实时监测变压器内部的电场、电流等参数，并通过数据分析技术对局部放电进行实时监测和准确定位，具有较高的故障检测精度和定位准确性。
3. 基于人工智能的技术人工智能技术在电力系统领域的应用也日益普及，基于人工智能的局部放电带电检测技术能够通过对大量的监测数据进行分析和学习，建立变压器的局部放电模型，实现对异常信号的自动识别和故障定位，具有较高的智能化和自动化水平。
电力变压器局部放电UHF诊断系统
电力变压器局部放电UHF诊断系统何金武;徐源【摘要】针对变压器内部常见绝缘缺陷，设计了尖刺、悬浮微粒、沿面、固体气隙等4种缺陷模型，利用超高频法获取了放电谱图。
通过统计理论计算了PD超高频信号三维谱图的统计特征，以BP神经网络作为分类器，对所获得的PD信号进行了识别，取得了良好的效果，为开发变压器局部放电在线或离线分析系统奠定计算基础。
【期刊名称】《成都工业学院学报》【年(卷),期】2013(016)002【总页数】3页(P50-52)【关键词】局部放电;超高频;绝缘缺陷判别;特征提取;神经网络【作者】何金武;徐源【作者单位】四川省电力公司绵阳电业局,四川绵阳621000【正文语种】中文【中图分类】TM855徐源(1973- )，男(汉族)，四川达州人，工程师，学士，研究方向：高电压技术运用。
局部放电(partial discharge,PD)是引起电力变压器绝缘劣化和突发性故障的重要因素，PD检测对电力变压器设备自身及电力系统的运行安全至关重要。
在变压器局部放电的诸多检测手段中，超高频法因其检测频段高，可以有效地避开电晕、开关操作等多种电气干扰，且安全性好等优点，在国内外得到了广泛应用。
基于时间(Time Resolved Partial Discharge，TRPD)和基于相位(Phase Resolved Partial Discharge，PRPD)的分析模式，是目前应用于PD分析的主要方法，前者主要考察单次脉冲信号的幅值和信号能量随时间和频率的变化关系，但由于PD自身具有很强的随机性，给TRPD模式的应用带来了很大的局限。
目前，工程中主要用其来检测设备中是否存在局部放电[1]；而后者主要基于局部放电的极性差异，通过观察放电次数和放电幅值随着工频相位的分布差异来分析相应的绝缘缺陷。
2种信号分析模式都能为诊断PD提供非常有效的信息，而后者对PD故障诊断更具实用意义。
研究表明：变压器内部不同的缺陷类型，对变压器的危害程度不一，通过对变压器内部绝缘缺陷的判别，能为评估其绝缘状态提供重要信息[2-4]。
变压器局部放电定位技术及新兴UHF方法的关键问题
变压器局部放电定位技术及新兴UHF方法的关键问题
唐志国;李成榕;常文治;王彩雄;盛康
【期刊名称】《南方电网技术》
【年(卷),期】2008(2)1
【摘要】局部放电检测作为一种发现潜在绝缘缺陷的早期预警技术,近年来由于UHF方法的引入而在抗干扰方面取得了一定的突破.本文概述了几种主要的电力变压器局部放电检测和定位方法的现状和特点,并针对新兴的UHF局放检测和定位技术的发展情况,指出了该方法应重点解决的关键技术问题.
【总页数】5页(P36-40)
【作者】唐志国;李成榕;常文治;王彩雄;盛康
【作者单位】电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室,华北电力大学,北京,102206;电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室,华北电力大学,北京,102206;电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室,华北电力大学,北京,102206;电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室,华北电力大学,北京,102206;电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室,华北电力大学,北京,102206
【正文语种】中文
【中图分类】TM761
【相关文献】
1.1种提高变压器UHF局部放电信号时延精度的统计方法 [J], 唐志国;王德玲;李成榕;李君;李金忠
2.GIS局部放电在线检测技术及新兴UHF方法的综合分析 [J], 王益旭
3.基于 UHF 技术的风电场油浸式主变压器局部放电监测与分析 [J], 任岩;万元;胡边;龚传利
4.基于UHF技术的油浸式主变压器局部放电监测研究 [J], 金峰
5.电力变压器局部放电UHF监测技术研究 [J], 刘旭东;郑文良;李辉;李琳琳
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文章编号：1674-0629(2008)01-0036-05 中图分类号：TM761 文献标志码：A变压器局部放电定位技术及新兴UHF方法的关键问题*唐志国，李成榕，常文治，王彩雄，盛康（电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室，华北电力大学，北京 102206）The Partial Discharge Location Technology of Power Transformer and the Key Issues of Newly Developed UHF MethodTANG Zhi-guo, LI Cheng-rong, CHANG Wen-zhi, WANG Cai-xiong, SHENG Kang(Key Laboratory of Power System Protection and Dynamic Security Monitoring and Control, Ministry of Education,North China Electric Power University, Beijing 102206, China)Abstract：As an effective resort of finding potential insulation defects of power transformer in its early stage, the partial discharge (PD) detection technology has gained great breakthrough on the issue of anti-interference with the introduction of UHF method. This paper summarized the present status and characteristics of several important PD detection and location methods, pointing out some key problems of PD location using the newly developed UHF approaches in its current circumstances of development.Key words：power transformer; partial discharge; detection; location; UHF method摘要：局部放电检测作为一种发现潜在绝缘缺陷的早期预警技术，近年来由于UHF方法的引入而在抗干扰方面取得了一定的突破。
本文概述了几种主要的电力变压器局部放电检测和定位方法的现状和特点，并针对新兴的UHF局放检测和定位技术的发展情况，指出了该方法应重点解决的关键技术问题。
关键词：电力变压器；局部放电；检测；定位；UHF方法大量故障统计表明，在电气设备故障中绝缘故障一直占有较高的比重[1-4]。
发生绝缘故障的原因主要是绝缘薄弱处的局部放电引起的绝缘老化和失效，并最终导致绝缘击穿[5]。
局部放电检测能够提前反映变压器的绝缘状况，及时发现设备内部的绝缘缺陷，从而预防潜伏性和突发性事故的发生。
20世纪70年代，IEC为此制定了专门的标准，并做了多次更新[6,7]，发展电力设备的状态维修已经成为一种必然趋势[8-10]。
准确地局部放电定位是实现状态维修的重要前提之一。
探索更加有效的定位方法是当今电力工业的当务之急。
1 变压器局部放电检测方法综述对变压器局部放电有脉冲电流法、超声波法、射频检测法、特高频法、光测法、化学检测法以及红外检测法等多种检测方法[11,12]。
（1）脉冲电流法。
局部放电造成电荷的移动并在外围测量回路中产生脉冲电流，通过检测该脉冲电流便可实现对局部放电的测量。
该方法一般是检测脉冲电流信号的低频部分，通常为数kHz至数百kHz（至多数MHz）。
目前，脉冲电流法广泛用于变压器型式试验、预防和交接试验、变压器局部放电实验研究等，其特点是测量灵敏度高、放电量可以标定等。
（2）射频检测法。
射频检测法属于高频局部放* 长江学者和创新团队发展计划资助。
第1期唐志国，等：变压器局部放电定位技术及新兴UHF方法37电测量，其检测频带已达甚高频(VHF)范围，测量频率达30 MHz。
该方法利用罗戈夫斯基线圈从变压器中性点测取局部放电信号。
射频检测法使用方便，检测系统不会影响变压器的运行方式[13]。
超宽频带[14-17]（UWB）局部放电检测技术(上限频率可达GHz)具有测量频带宽、信息量大等优点，可以较全面地研究局部放电的特性。
（3）气相色谱法。
这是一种基于油中气体成分分析(DGA)的化学检测方法。
变压器中发生的局部放电将导致各种绝缘材料发生分解破坏，产生新的生成物，通过检测各种气体生成物的组成和浓度，可以判断局部放电的状态。
目前，该方法广泛应用于变压器故障类型和故障程度的诊断，IEC为此制定了三比值法的推荐标准。
气相色谱法的优点是不受外界电磁干扰影响，准确度较高，且对早期潜伏性故障较灵敏，但不能反映突发性故障。
（4）超声波检测法。
根据超声波信号进行局部放电的判断分析，典型的超声波传感器的频带大多为50～200 kHz。
该方法的优点是不影响电气主设备的安全运行，并且受电磁干扰影响较小[18]；缺点是放电源和超声探头之间的波阻抗异常复杂，超声波信号常常因为传播途径复杂、衰减严重而导致检测灵敏度很低。
光纤技术已经应用在局部放电的超声波探测上，变压器内局部放电产生的超声波挤压光纤并导致光波在光纤中传播时受到调制，采用合适的调制解调器可以把局部放电的超声波信号提取出来，可以避免传统的油—钢复合路径所造成的影响[19-21]。
采用光学技术对电气设备局部放电的检测技术达到现场应用还有很大距离，其主要原因在于光学设备造价高、检测稳定性不高[22]。
（5）红外检测。
这是基于局部放电点的温度升高，利用红外探测仪的热成像原理实现热点测量。
但由于变压器结构和传热过程的复杂性，目前变压器红外检测针对于一些变压器外部故障（包括导体连接不良、漏磁引起的箱体涡流、冷却装置故障和变压器套管故障等）[23]。
（6）UHF法。
这是目前局部放电检测的一种新方法，该方法通过天线传感器接收局部放电过程辐射的UHF电磁波，实现局部放电的检测。
在20世纪80年代末，UHF法测量局部放电首先应用在GIS设备中[24]。
该技术的特点在于：检测频段较高，可以有效地避开常规局部放电测量中的电晕、开关操作等多种电气干扰；检测频带宽，所以其检测灵敏度很高；而且可识别故障类型和进行定位[25]。
UHF检测的特点使其在局部放电检测领域具有其他方法无法比拟的优点，因而在近年来得到了迅速的发展和广泛的应用[26,27]。
变压器油/隔板结构的绝缘强度比较高，理论上其局部放电能够激发出很高频率的电磁波，最高可达数GHz[28,29]。
1996年Rutgers首先将UHF技术应用于变压器的局部放电测量[30]。
他们在实验室中检测到了几种缺陷放电的UHF信号，研制了300～1 200 MHz的UHF天线并通过放油阀将其用于实际变压器中，其检测灵敏度可达10 pC。
英国Strathclyde大学的Judd等人在GIS特高频检测研究的基础上，也对变压器局部放电UHF检测进行了研究[31,32]。
他们以盘式电容作为传感器并通过在变压器箱体顶部开介质窗的方式安装，传感器耦合的局放信号送入频谱分析仪，选取最优频率后，使用频谱仪的POW模式进行分析。
法国ALSTOM输配电研究中心的K. Raja等人在实验室内研究了各种典型局部放电模型的UHF特性，通过频谱仪的Zero Span方式检测，并据此建立了模式识别方法[33,34]。
此外Raja等人在真实变压器模型上实验证实了UHF方法的灵敏度远高于超声法，且基本不受纸板等绝缘物的影响[35]。
国内方面，西安交通大学李彦明[28,36-39]等人在变压器的局部放电UHF检测方面作了许多工作，他们基于混频技术建立了频带可调的窄带检测系统，通过神经网络方法实现了局部放电类型的自动识别。
华北电力大学李成榕等人则采用检波技术对原始UHF信号进行调理[40]，并研制了基于检波技术的电力变压器在线监测装置。
该装置已经于2003年10月底通过变压器事故放油阀在河南某220 kV 主变上进行了在线安装和运行，并成功地检测到局部放电信号。
之后又发明了UHF人孔、手孔等传感器安装方式[41-43]，在将该技术实用化方面做出了一些成绩。
清华大学则试图通过在变压器内部引出线的附近安置UHF天线的方法来测量变压器的内部放电，在实验室内和现场都进行了探索[44]。
近年来，国内外还出现了通过射频和超声波进行联合来检测局部放电的方法。
联合检测有利于发挥两种方法的优势来保证局部放电检测的可靠性，而且可替代电气脉冲-超声波法进行定位[45]。
如澳大南方电网技术 2008年第2卷38利亚的西门子研究机构研制了射频和超声波复合探头，并通过变压器油箱上的油孔或观察窗以内部安装的方式进行放电检测[46]。
目前，基于UHF的局部放电检测技术在学术界和工程界都得到了广泛关注，将局部放电UHF检测技术应用于变压器的研究已经成为当前的一个研究热点。
2 变压器局部放电定位技术的研究进展目前局部放电定位的方法主要有超声波定位法、电气定位法两种。
2.1 超声波定位方法超声波定位方法是20世纪80年代开始发展，90年代趋于成熟的一种局部放电定位方法，目前这种方法已得到比较广泛的应用。
超声波定位方法利用放电产生的超声信号和电脉冲信号之间的时延，或直接利用各超声信号时延进行定位。
国内外对超声定位都做了许多研究[47-51]，并发展了三角定位法(球面方程法)、双曲面定位法、V型曲线法、顺序定位法和模式识别法等多种方法，其中以三角定位法和双曲面法研究最多。
（1）三角定位法。
这是以局部放电电信号作为触发基准，通过3个(或以上)传感器测量超声波信号与电信号的时间差，以此作为超声信号的传播时间，并由此建立球面方程求解局部放电点。
现场有时难以有效地获取局部放电的电信号，此时即可采用双曲面法来进行定位。
（2）双曲面定位法。
这是在变压器外壳上放置4个(或以上)超声传感器，以最先接收到的超声脉冲为时间基准，测量其他超声信号的时延，并由此建立双曲面方程组求解局部放电点。
为简化问题，三角定位法和双曲面算法假定声速为常数。
实际上由于变压器结构复杂，各种声介质对声波的衰减及对声速的影响都不一样，因此定位误差很大。
为此，研究人员基于最小二乘原理对这两种算法进行了改进，具体方法是增加传感器的数量，并将超声波的等值声速作为变量来处理，从而得到等值声速和局放点位置[52]。