(司文荣 高压电器) 局部放电光测法的研究现状与发展
局部放电测量技术的追溯、现状及发展趋势
局部放电测量技术的追溯、现状及发展趋势早在18世纪人们对局部放电就有了一定的认识。
Lichtenberg的实验研究成果在Gottingen皇家社团会议上进行发表，在伏特新设计的检测仪的支持下他能够看到奇怪的星形或圆形尘埃轮廓，在他们看来沿缘体表面的放电的现象可以用放电通道的尘埃轮廓代表。
1896年赫兹通过实验证明了Maxwell在1783提出的电磁学假设，所证明的理论和实验工作都成为了局部放电检测设备设计和物理模型开发的基础。
第一个用于局放测量的设备是SCHERING损耗系数桥，是1924年被用于局部放电试验检测中。
1925年，SCHWAIGER认识到了冠状放电的无线电频率特性，这一发现是应用无线电干扰测量来评估冠状放电噪声级别的基础。
电子示波器发明出来以后，局部放电试验得到了实质性的发展。
1928年，LLOYD和STARR演示了局放过程，利用两对垂直的板子插入到BRAUN管中，一对板子由暂态试验电压控制，一对接电容器，这个电容器用来积聚冠状充电能量，这个方法被称为平行四边形法，能对线和面布置的冠状放电进行极好的宽带测量，可以作为架空输电线路的模拟试验。
1928年，BYRSTLYN提出了一个简单的等值电路用来评估局放损耗，1932年，他的"Funkenstrecke mit Vorkondensator"这一方法被GEMANT和PHILIPPOFF利用示波图的技术进行了喜用研究，此方法可以解释所加交流电电压周期下的放电过程。
在早期，由于共振回路的窄带放大器的应用，使灵敏局放探测器的研制得到了重要的发展。
1954年，由MOLE设计的便携式局放探测器投入商业运用。
1970年，分析出了局放校准器的特征。
直到1980年，商业运用的局放探测器的测量频率带要低于1MHZ，第一个商业运用的宽频率带局放检测器是由LEMKE博士制作，原理是基于宽频前置放大局放脉冲的有功积分，宽频前置放大器的上截止频率在lOMHZ左右，在这一条件下，局放不仅能被探测到，而且还能被锁定其位置，还有一点非常重要，在这一不寻常的测量原理下，能够有效地滤除噪声。
电力变压器局部放电检测技术的现状和发展
• 51•现阶段，我国电力行业发展进入技术变革的关键时期，电压等级要求也不断提高。
同时，电压升高也容易发生变压器的局部放电现象，而局部放电产生的电流与周围介质会发生相互反应作用，产生热效应或者生成活性物质，其中最重要的问题是局部放电会加速绝缘体老化，隔热性能降低，进而引发电气事故。
因此变压器局部放电检测技术的优化工作至关重要，能够有效预防事故发生。
局部放电现象的出现使得周围介质形成超声波、高频辐射等效应，这也给检测技术的升级提供了方向。
本文针对电力变压器的局部放电性能检测为主要探讨对象，对检测技术的应用类型和工作原理、发展现状和未来发展趋势展开分析，以期对未来检测技术优化提供思路。
电力变压器是电力系统正常运行中必不可少的一个关键运行部件，运行状况与设备质量直接关系到整个电力系统的安全与稳定性。
同时，电力变压器的绝缘状态又直接影响到变压器的整体运行状况，其中局部放电产生大量的电、光、声、热等的物理、化学效应，是造成电力变压器绝缘老化、变形的主要原因，进而可能由此造成不同程度的电力事故。
为应对局部放电导致的变压器运行问题，近年来相关专家结合这些效应研发出了各类放电监测技术，如电脉冲法、光检测侧法、超声波法、超高频法、气相色谱法和红外热像法等，均有效地应用在了局部放电检测工作中，帮助整个电力工程正常运行。
1 局部放电检测技术类型及应用现状在我国电气工程中，根据放电原因类型的差别，将局部放电现象大致分为三种类型：分别是是汤逊放电、注流放电以及热电离引发的放电。
此外，放电的表现形式也多种多样，小间隙局部放电现象中又包括脉冲和非脉冲放电，还包括亚辉光放电。
由于变压器的局部放电现象会影响到周围的其他物质，进而导致设备与周围介质相互作用，这就使得变压器的部分绝缘体产生相互反应（物理化学效应等），形成局部放电现象。
局部放电的发生可能造成超声波的出现以及介质成分发生变化等，极可能引起电气事故出现，造成严重后果。
近年来，随着电气工程数量的逐步增多，我国有关部门加强了对局部放电的研究工作，旨在研究更多放电检测新技术，加强对变压器的控制。
电力变压器局部放电检测技术现状与发展趋势
电力变压器局部放电检测技术现状与发展趋势姚百慧摘㊀要:在电力系统中电力变压器有着重要的作用ꎬ其运行状态对电网运行有着巨大的影响ꎮ如果其在应用的过程中发生失误或者是故障问题ꎬ那么很可能造成电网瘫痪问题ꎬ很可能引发安全事故ꎮ我国电网建设规模在不断扩大ꎬ为保障人们生活和工业生产供电的稳定性ꎬ那么对于电力变压器的控制和管理则变得十分关键ꎮ局部放电问题在电力变压器中常常出现ꎬ局部放电检测技术的应用则变得越来越重要ꎮ关键词:电力变压器ꎻ局部放电检测技术ꎻ现状ꎻ发展趋势一㊁引文我国人口数量非常多ꎬ而且还有很多生产制造业ꎬ人们的生活以及各个行业都离不开对电力的使用ꎬ因此在这种背景下社会发展对电力系统给予了非常高的要求ꎮ电力系统的容量需要不断提升ꎬ电压等级也同样需要不断提高ꎬ而且还应提升电网的智能化管理水平ꎮ在电力系统中通常会应用到各种各样不同作用的设备ꎬ在实际应用中对于各种电力设备同样有着不同的要求ꎬ电力变压器是其中重要的装置设备ꎮ文章主要对电力变压器局部放电检测技术的相关内容进行了分析ꎮ二㊁电力变压器局部放电技术现状分析(一)超声波检测法现阶段ꎬ超高压的电力变压器挂网运行的现象普遍存在ꎬ在这种情况下需要周期性对设备进行停电检修ꎬ在此过程中很有可能造成损失ꎬ局部放电是对设备绝缘强度的重要衡量标准之一ꎬ所以对于局部放电检测技术的应用有着重要的意义ꎮ超声波检测法常常被应用在此方面ꎬ主要是将超声波接收器科学的设置在变压器的油箱外壁ꎬ如果在运行的过程中变压器出现局部放电的问题时ꎬ那么就会产生与介质作用的超声波ꎬ然后会被接收器接收到ꎬ经过接收器的处理之后可以实现声音信号向电信号的转化ꎬ通过结合电信号的强弱程度对所产生的局部放电有效测量ꎮ这种检测方法的应用作用主要是判断是否存在局部放电现象ꎬ如果将其与脉冲电流法进行融合应用ꎬ那么可以实现对局部放电现象位置的判断ꎬ这实际上属于一种辅助检测方法ꎮ如今ꎬ电子放大技术与声电信号转换材料技术的不断创新和进步ꎬ在一定程度上促使超声波检测法的灵敏程度得到了质的提升ꎮ在未来超声波检测法必将会逐渐趋向定量检测的方向发展ꎮ(二)脉冲电流法在电力变压器局部放电检测的过程中应用较为广泛ꎬ在实际应用过程中脉冲电流法实质上是把变压器等效成电容ꎬ如果出现局部放电的现象ꎬ那么在其两端就可能会出现瞬间电压变化ꎬ然后利用耦合电容引到检测阻抗上ꎬ那么就可以得到脉冲电流ꎬ通过相关处理完成时便能够得到变压器局部放电参数ꎮ然而ꎬ脉冲电流法在具体应用中存在一些漏洞问题ꎬ首先如果饰品的电容量相对比较大ꎬ那么很可能会受耦合阻抗限制ꎬ很可能造成灵敏度降低ꎻ其次ꎬ如果遇到检测频率小于１ＭＨｚꎬ那么其所包含的信息量通常是比较少的ꎻ最后ꎬ这种检测方式虽然处于离线状态检测时灵敏程度高ꎬ但是在具体的现场检测环节受外界干扰程度较大ꎬ难以保障检测结果的准确性ꎮ(三)光检测法这种检测方式在具体应用中主要是对局部放电所产生的光辐射进行有效的检测ꎬ然后再使用光电倍增管ꎬ可有效实现光电的转化ꎬ最终得到光电流ꎬ然后再对其所呈现出的特性进行研究ꎬ进而实现对局部放电现象的识别ꎮ光检测法在现场检测中难以进行直接使用ꎬ这主要是因为光电倍增管不可以长时间暴露在强光下ꎬ而且所需要检测的设备不透光ꎬ需要将传感器放入设备内部ꎮ随着光纤技术的快速发展ꎬ通过将声测法和光测法的有效融合应用ꎬ在一定程度上能够完成对局部放电的有效定位ꎮ(四)红外检测法红外检测法在实际应用中主要是对一些高压设备的一些重要部位温度的测量和拍摄ꎬ并依据其对是否存在热故障问题进行判断ꎮ如果变压器的被测量的区域出现大于绝对温度的现象ꎬ那么则可以检测到红外射线ꎬ通过借助对红外探测仪的使用能够获取热点测量信息ꎮ红外检测法实用性较强ꎬ抗电磁场干扰能力强ꎬ能够在规定距离内直接进行测定ꎮ但是ꎬ变压器的装置结构较为复杂ꎬ而且传输过程较为烦琐ꎬ红外检测法在变压器外部故障方面主要用于变压器套管故障问题㊁冷却装置故障问题以及导体连接不良故障问题的判断和分析ꎮ(五)超高频检测法超高频检测法属于一种新型的局部放电检测技术ꎬ这种新型技术在应用中弥补了传统电测法存在的一些不足ꎬ这项技术又被叫作无线电干扰电压法ꎮ这项技术在具体应用中通过接收由于局部放电现象而产生的３００~３０００ＭＨｚ的超高频信号ꎬ在变压器局部放电检测过程中应用此项技术时ꎬ其信号抗干扰能力非常强ꎬ通过对所收到的超高电磁波开展相关的处理ꎬ便可实现对局部放电位置以及放电程度的确定和判断ꎮ三㊁局部放电检测技术发展趋势分析在具体的变压器局部放电检测过程中最常应用的是脉冲电流法ꎬ这种检测方式在国际上具有统一标准ꎬ可实现对实在放电量的直接测量ꎬ但是检测带宽不足ꎬ仍需要不断加强ꎮ超高频检测法是一种新型检测方式ꎬ具有较强抗干扰能力ꎮ局部放电检测技术必将会朝着信息技术化的方向发展ꎬ可以将其与计算机辅助技术进行良好融合应用ꎬ从而实现数字化检测目标ꎬ进一步带动局部放电检测技术水平的提升ꎮ四㊁结束语电力变压器在运行的过程中如果发生局部放电问题ꎬ那么很可能造成绝缘性能老化ꎬ很可能引发严重的电力安全事故ꎬ因此对于加强局部放电检测技术的研究是非常必要的ꎮ应对各种局部放电检测方法存在的漏洞问题进行不断研究和完善ꎬ不断提升电力变压器局部放电的检测能力ꎮ参考文献:[１]刘奇.电力变压器局部放电超声波检测方法研究[Ｄ].沈阳:沈阳工业大学ꎬ２０１７.[２]赵希希.考虑外部电晕干扰信号的电力变压器局部放电模式识别研究[Ｄ].济南:山东大学ꎬ２０１９.[３]王瀚霆.电力变压器局部放电在线检测系统的设计[Ｄ].北京:华北电力大学ꎬ２０１８.[４]祁永梅.基于多元参量变压器局部放电检测技术的研究[Ｄ].济南:山东大学ꎬ２０１７.作者简介:姚百慧ꎬ江苏宏源电气有限责任公司ꎮ０１２。
变压器局部放电在线检测技术现状及前景
变压器局部放电在线检测技术现状及前景摘要：电力变压器的安全稳定运行是确保电力系统供电可靠性的一个重要因素，而绝缘性能的劣化是影响变压器可靠性的主要原因，因此及时获悉运行中变压器的绝缘状态，对于提高变压器的可靠性十分重要。
电力变压器内部局部放电的在线监测，是预防电力变压器绝缘发生突发性事故的最有效手段之一。
本文分析了常见局部放电检测技术的现状，探讨了变压器局部放电在线监测的发展前景。
关键词：变压器局部放电在线检测技术现状发展前景局部放电的监测方法形成原理是缘于超声波原理，并借助先进的电子技术，并依赖于先进的传感技术。
局部放电是将高频声学传播器，如坡莫合金或铁氧体磁心的电流电压转换型传感器，对变压器所产生的暂态声音信号进行测取。
采用新型传感器的原因是因其可将一次侧与传感信号进行隔离处理，能够很好的达到监测的效果。
常见局部放电检测技术的现状局部放电的测试都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。
局部放电的过程, 除伴随着电荷的转移和电能的损耗之外, 还会产生声波、发光、发热以及出现新的生成物等, 所以目前出现的检测技术均是围绕着这些表征特征进行检测。
1、脉冲电流法。
在放电的高压回路中用其耦合电容C k 进行局部放电信号检测, 可以测定局部放电的一些基本量( 如视在放电量q ) , 可以显示出局部放电脉冲大小、个数与相位, 测试灵敏度相当高,而且可用已知电荷量的脉冲注入校正定量。
但脉冲电流法测试频率低、频带窄、信息量少; 易受外界干扰噪声(f < 10 MHz) 影响, 抗干扰能力差。
2、局部放电射频检测法。
由于将电流互感器直接串入末屏有开路的危险, 所以现在普遍使用罗哥伏斯基线圈型传感器从变压器、发电机、电力电缆等被检测设备的中性点或接地电缆处测取信号。
其中,罗氏线圈型根据芯棒材料的不同又分为磁性芯棒型和非磁性芯棒型。
其中芯棒材料使用优质坡莫合金的I/ V 传感器可有效屏蔽外界的电磁干扰; 芯棒材料采用聚乙烯塑料制成的罗氏线圈型电流传感器,在高频信号下的铁耗很小, 相应的线性度得到提高,可工作在很宽的频率范围内, 测量的信号频率也可达到30 MHz, 大大提高了局部放电测量频率。
超声_光法在高压电器设备局部放电检测中的应用_司文荣
２００８年２月第４４卷第１期收稿日期：２００７－０３－１６；修回日期：２００７－１２－２５作者简介：司文荣（１９８１－），男，博士研究生，从事电力设备检测和故障诊断技术的研究。
超声－光法在高压电器设备局部放电检测中的应用司文荣，李军浩，袁鹏，李延沐，方晓明，李彦明（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００４９，Ｃｈｉｎａ）ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡｃｏｕｓｔｏ－ｏｐｔｉｃａｌＰａｒｔｉａｌＤｉｓｃｈａｒｇｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎｔｏＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｑｕｉｐｍｅｎｔ（西安交通大学电气工程学院，陕西西安７１００４９）ＳＩＷｅｎ－ｒｏｎｇ，ＬＩＪｕｎ－ｈａｏ，ＹＵＡＮＰｅｎｇ，ＬＩＹａｎ－ｍｕ，ＦＡＮＧＸｉａｏ－ｍｉｎｇ，ＬＩＹａｎ－ｍｉｎｇ０引言目前，广泛用于高压电器设备局部放电的超声波检测法是用固定在高压电器设备（如电力变压器）箱壁上的压电超声波传感器接收其内部局部放电产生的超声波信号，由此来进行局部放电的检测和定位。
由于该方法［１－９］受到环境噪声如电磁干扰（ＥＭＩ）等影响，以及超声波在高压电器设备中传播的多路径问题（图１所示的三相变压器内部，超声波在不同介质中传播速度不同引起的）导致不能准确定位放电源。
为了消除或尽量避免上述存在的问题，需要一种不受环境噪声干扰甚至能够在高压电器设备内部（如电力变压器绕组间）可靠工作，探测微弱的超声波信号，从而对局部放电进行检测和定位。
当然，这类传感器还需要满足如下苛刻的条件：在高压设备内部特定条件下与绝缘油或气体不发生化学反应、高绝缘性能、长久稳定工作以及很小的尺寸。
笔者阐述了光纤传感器的原理及其用于高压电器设备绝缘监测的依据，介绍了３种基于不同干涉原理、使用光纤传感器对高压电器设备局部放电进行超声－光检测试验研究和具体应用，给出了试验结果及结论。
最后提出了高压电器设备局部放电超声－光检测法研究目前存在的问题和发展方向。
高压开关柜局部放电检测技术研究
高压开关柜局部放电检测技术研究高压开关柜，作为电力系统中重要的电器设备，其稳定运行对于电力系统的正常运行至关重要。
然而，长期以来高压开关柜的运行中经常出现局部放电等问题，严重影响了高压开关柜的可靠性和稳定性。
因此，局部放电检测技术的研究在高压开关柜领域中具有重要的意义。
本篇论文将从理论分析和实验研究两个方面阐述高压开关柜局部放电检测技术研究的最新进展。
一、理论分析局部放电是高压开关柜运行中的常见故障，其主要原因是电器设备内部产生的局部电场强度过大或设备结构设计不合理等。
因此，局部放电检测技术应该从以下几个方面进行研究。
1、电场计算电场计算技术是局部放电检测技术的基础，通过计算设备内部电场分布情况，确定设备内局部放电的位置、类型及程度等信息。
目前，常用的电场计算方法主要有有限元法、有限差分法、迭代法等。
其中有限元法是目前应用较为广泛的计算方法，它能对电气场分布进行较准确的计算，并能进行三维模拟以获取更真实的数据。
2、信号处理技术放电信号是局部放电检测的重要依据之一，它能够间接反映局部放电的位置和程度。
局部放电信号一般包括相位信号、脉冲信号、频率信号等。
在信号处理方面，常用的方法有时域分析、频域分析、小波分析等。
其中小波分析是一种较新的分析方法，通过分解信号成多个小波频段，可对不同频段的信号进行比较，并确定局部放电的类型和位置等信息。
3、诊断算法诊断算法是局部放电检测技术的关键之一，能够根据电气信号的特征进行判断，并确定局部放电故障的位置、类型和严重程度等。
常用的诊断算法有神经网络、支持向量机、模糊集合等。
二、实验研究局部放电检测技术的实验研究主要是为了验证所提出的检测方法的可行性和有效性。
目前，针对局部放电检测技术的实验研究主要有以下几个方面。
1、实验环境模拟实验环境模拟是局部放电实验研究的基础，能够模拟实际生产中高压开关柜运行过程中的环境，如温度、湿度、污染物等。
在实验环境模拟方面，常用的方法有盐雾试验、高温试验、低温试验等。
电力变压器局部放电检测技术的现状及发展分析
电力变压器局部放电检测技术的现状及发展分析摘要：对电力变压器进行局部放电检测技术有利于设备的正常运行，能保证电力变压器高效稳定的运行。
近年来，国民生活质量不断提高，我们就需要对电力的传输保证高效稳定，这样才能满足人们的日常生活，电力变压器在电网中具有关键性的作用，在目前的发展现状中电力变压器的稳定性较差，经常出现一些故障，因此就需要我们利用局部放电检测技术对电力变压器进行管理。
关键词：电力变压器局部放电检测技术发展现状1.引言电力变压器的发展使得我国电力工程的迅速发展，保证我国居民日常的正常用电，在进行电力的传输中，为了保证电力的传输，需要提高电力传输的电压。
我国电力工程最近几年的发展电压的标准已经达到所要求的标准，电力变压器在高压的状态下就会产生局部放电现象，。
这种现象的发生能够损伤电力变压器，降低电力变压器的使用寿命。
但是我们可以根据这种局部放电现象对电力变压器的状态进行分析，从而产生局部放电检测技术。
2.电力变压器局部放电检测技术的现状目前电力变压器局部放电检测技术中存在许多硬性的问题。
电力变压器中部分检测装置进行汇报工作中出现的问题较多。
对于电网中的一些故障的反应错误率较高，通常检测装置在对局部电压进行分析后产生相应的反应报告，装置出现异常报告，就需要维修人员立马对其进行管理和维护，所以错误率高对人力物力财力也是一种浪费。
并且电力检测装置的稳定性较差，在进行检测过程中，检测装置出现故障不仅影响对电力的日常检测工作，同时还需要安排相应的工作人员对其进行维修，增加劳动量。
故障的产生必然会减少装置的使用寿命，所以增加电力工程的经济成本。
技术标准不明确，在进行对检测结果的分析过程不能够很好的对数据进行利用和分析，所以最后得出的结果往往是不够全面和立体。
我国对电力变压器局部放电检测技术的探索和实践经历了十年的历程。
这几年来技术不断进步从而技术一步步趋于成熟阶段，在进行探索过程中发现里许多设备的缺陷以及技术上的问题，我们也在想办法对设备的缺陷以及技术问题找出一个科学有效的解决方案。
电力变压器局部放电在线监测研究的现状和趋势
电力变压器局部放电在线监测研究的现状和趋势摘要：随着我国的不断发展，人们对电力的需求越来越大，但是我国的电力器材还没有完全地进行更换，所以近年来电力事故时有发生，并且经过分析，电力变压器的局部放电是导致电力事故的主要原因之一，对此，我国组织了专业的团队对电力变压器局部放电检测技术进行探讨研究，并且结合国外的探讨结果对电力变压器局部放电在线监测的优缺点进行了概述。
下面主要分析我国电力变压器局部放电检测技术以及设备的现状，并且对我国未来的电力变压器局部放电检测技术进行展望。
关键词：电力变压器；局部放电；在线检测；现状和趋势前言：电力变压器就是将交流电压变成频率相同但是电压数值不同的设备，其主要作用就是传输电能，通常在发电厂和变电所会使用到电力变压器，将电压升高或者降低输送到目标区域来满足人们的用电需求。
因为电力变压器工作的环境电流数值非常庞大，一旦由于电力变压器的线路老化以及其它原因导致局部放电就会造成无法想象的电力事故，所以电力变压器局部放电检测技术对我国用电安全有着重要的意义，我国已经进入信息化时代，因此电力变压器局部放电在线监测技术一直是国内技术人员研究的方向，在线监测技术不但能够快速便捷的检测电力变压器局部放电位置，还能够对电力变压器进行实时监测，能够有效地提高监测效率。
一、电力变压器局部放电在线监测的现状（一）脉冲电流法无法在线监测电力变压器局部放电产生的物理现象可以为监测技术提供切入点，脉冲电流法就是根据电力变压器局部放电产生的物理现象研发的最早的局部放电检测技术。
脉冲电流法在我国的应用已经相对成熟，我国电工委员会已经为其制定了测量标准，高压设备在进行工作的时候骑圈内部的放电会在试验回路中引起电荷的转移产生电流脉冲，通过脉冲电流法就能够通过电流脉冲对局部放电位置进行定位并且分析放电情况，但是脉冲电流法也有其局限性，其灵敏度是不可控的，在对放电部位进行监测时可能会不准确，并且脉冲电流法是无法进行在线测量的，不符合我国信息化发展的要求。
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图C
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(( 内部放电 ! 空气介质 ?( (( 内部放电 ! 油介质 %( (( 表面放电 ! 空气介质 8( (( 电晕放电 ! 空气介质 6(
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不同放电源光脉冲信号的衰减特性
! 与普通光纤一样 ! 作为局放光脉冲探测元件和传 输通道有强电磁干扰性能 ’ " 可选择荧光光纤中荧 光物质吸收光谱范围与局部放电光谱相重叠 ’ # 荧
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局部放电光测法的研究现状与发展
司文荣 % 李军浩 % 袁 鹏% 李延沐 % 李彦明
# 西安交通大学电气工程学院 % 陕西 西安 ’-++%) ( 摘要 ! 笔者概述了光测法在局部放电各种研究领域中的应用现状 %包括局部放电光谱分析 ’局部放电光脉冲检测 ’局部放电定位 ’ 绝缘老化机理 ’局部放电电磁波传播特性的试验方法以及试验结果 %最后提出了高压电器设备局部放电光测法研究目前存在的问 题及发展方向 & 关键词 ! 局部放电 " 光测法 " 高压电器 中图分类号 ! MV#&(R% 文献标志码 ! I 文章编号 !*++* － *$+) #!++# (+& － +!$* － +%
联接器 ’2 $ 荧光光纤 普通光纤
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其他领域的研究
局部放电定位研究 局部放电定位研究是建立在光脉冲检测的基础 上 % 文 /5(0 使用光纤列阵成功对小范围内的固体绝 缘表面进行数字定位 ! 原理见图 55% 由于普通光纤 的数值孔径 ! 正对局放源的光纤获取最多的有效入 射光 ! 光脉冲幅值最大 ( 临近的光纤获取较小的有效 入射光 ! 光脉冲幅值较弱 ( 而其它光纤没有获取有效 入射光 ! 光脉冲幅值为零 %
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三座 ! 标控 制电 机 " 电机 石英 玻璃 光谱分析仪 光纤 光纤定位系统
数值孔径 普通光纤 入射光 数值孔径 透出光 图; 荧光光纤 透出光 荧光物质
普通光纤和荧光光纤工作原理示意图
绝缘柱 高压电极 高压端 容器
低压电极 绝缘电木 图8
局部放电光测量与光谱分析系统
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电源 普通光纤 光电转换与 信号处理系统
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图6
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示波器
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%& >, #?& @@ 极间距下沿面局放光谱分布
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局部放电光脉冲检测研究
在局部放电光谱分析的基础上 ! 得到相应工况
局部放电光脉冲检测系统示意图
下局部放电光波长的分布 ! 即可选择光电转换元件 $ 把光强信号转成模拟电压信号 %" 光纤由于其特殊 性能 9 6 : ! 非常适 合用于高压 电器设备在 线监测中信 号检测 #传输 " 因此 ! 文 9;#B: 均选用光纤 $ 普通光纤 或荧光光纤 % 作为局部放电光脉冲检测的探测元件 " 图 ; 所示的是普通光纤与荧光光纤工作原理示 意图 " 普通光纤由于受其本身数值孔径的限制 !光纤 程中由于高压电器设备结构的复杂性 $ 如电力变压 器 %!放电点与光纤探头之间有障碍物的情况下就无 法检测到放电光脉冲 " 因此 ! 普通光纤被有关科研人 员用于局部放电光脉冲检测实验室研究9 A ! C : " 荧光光纤可用于光脉冲检测的主要原因是& 探头需要对准光源 $文中是局部放电点 %" 在实际工
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为了克服普通光纤因数值孔径引起的固有缺 陷 ! 文 9A!C: 中使用 ;& 根直径 8@@ 的石英光纤组成 大截面光纤束 ! 并把单根光纤端部加工成半球型 ! 这 样大大扩大了光纤探头的接受角度 "在上述基础上 ! 实验研究了透明介质内部放电 # 针对板表面放电与 针对半球的电晕放电得出了放电产生的光脉冲信号 在变压器油中传播衰减特性9 ;: !见图 C "
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距离 G@@
波长 G@@
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的一些成果 !文9%!’: 在此领域也做了很多研究 " %$? 普通光纤检测 在实验室利用普通光纤作为探头进行局部放电 光脉冲检测的方法见图 A" 一般将常规的脉冲电流法 与此方法相结合 !以便进行比较和脉冲鉴别 "文9;%C: 都使用了图 A 所示的系统 " 图中的光电转换与信号 处理系统一般有两种方案 &! 光电转换元件 $DE7 光 电二极管 #雪崩光电二级管等 %! 放大与滤波电路 ! 信 号处理单元 ’" 光电倍增管 !信号处理单元 " 光电倍 增管效率和灵敏度高 ! 但价格昂贵 "
#:( 空气中放电
#T ( 电机线棒表面放电 图 * 局放光脉冲本身图
#0( 照片
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图!
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正电晕放电光辐射电压波形
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局部放电光谱的研究
局部放电光谱分析是最基础的研究 % 是进行局 部放电光脉冲检测 ’局放定位 ’ 局放传播机理等研究 的前提& 根据局放脉冲光谱图 #光波长的分布 (才能选 取对应的光电转换系统 %从而以相对较大的检测灵敏 度和高效率实现从非电量测量到电气测量的转变 &
光物质对微弱光线较敏感 ! 可以接受来自各个放电 的入射光 ! 不受普通光纤数值孔径范围的限制 " 文
9?’$%8: 阐述了使用荧光光纤检测局部放电光脉冲
文 9A!C: 通 过 光 测 法 与 脉 冲 电 流 法 的 比 较 得 出 了放电光脉冲幅值与放电量 # 放电能量以及放电次 数 的 关 系 " 文 9;: 还 比 较 了 两 种 方 法 获 取 的 放 电 波 形 ! 见图 ’" %$% 荧光光纤检测 使用荧光光纤检测放电光脉冲与普通光纤方法
收稿日期 !!""’ － "( － ")"