变压器局部放电带电检测技术
变压器局部放电
变压器局部放电变压器是电力系统中不可缺少的设备，用于改变电压的大小，以实现电能的传输和分配。
然而，变压器在运行过程中可能会出现局部放电的问题。
局部放电是指在变压器内部的绝缘材料中发生的局部放电现象，它可能会导致设备故障和电力系统的不稳定性。
本文将讨论变压器局部放电的原因、检测方法以及预防措施。
一、局部放电的原因1. 绝缘材料缺陷：变压器的绝缘材料可能存在缺陷，如气泡、杂质和裂缝等。
这些缺陷会影响材料的绝缘性能，从而导致局部放电的发生。
2. 老化和磨损：长时间的运行和负荷变化会导致变压器内部的绝缘材料老化和磨损。
老化的绝缘材料会失去原有的绝缘性能，容易引发局部放电。
3. 过电压：电力系统中的过电压是变压器局部放电的主要原因之一。
过电压可能由外部因素，如雷击，或者内部因素，如开关操作而产生。
当电压超过材料的击穿电压时，局部放电就会发生。
二、局部放电的检测方法1. 电压法：通过测量变压器的局部放电产生的脉冲电压来进行检测。
这种方法需要使用高频电压脉冲发生装置和电磁传感器来采集变压器局部放电产生的脉冲信号。
通过分析脉冲信号的特征可以判断局部放电的程度和位置。
2. 频谱分析法：该方法通过对变压器的电流或电压信号进行频谱分析来检测局部放电。
局部放电会产生特定的频谱特征，通过对频谱图的分析可以确定局部放电的存在和程度。
3. 热像仪法：利用红外热像仪对变压器表面进行扫描，通过测量热量分布来检测局部放电。
局部放电会产生热量，导致变压器表面温度的异常升高。
热像仪可以实时监测变压器表面温度的变化，从而判断局部放电的情况。
三、局部放电的预防措施1. 绝缘材料的选择：选择具有良好绝缘性能的绝缘材料，减少绝缘材料的缺陷和老化现象。
2. 绝缘材料的维护：定期检查和维护变压器的绝缘材料，及时更换老化和磨损严重的部件，确保其良好的绝缘性能。
3. 过电压保护：安装过电压保护装置，及时检测和抑制过电压现象，保护变压器免受过电压的侵害。
变压器局部放电的在线监测
对于70～180kHz的被测局部放电信号应采用高速采样系统。一般 采样频率应为信号频率的10倍以上，即700～1000kHz。
第二节 变压器局部放电的在线监测 三、局部放电信号的传输
电缆模拟信号传送
一根信号电缆传送一通道信号；多通道信号需多根电缆或采用多 芯电缆传送。
第二节 变压器局部放电的在线监测 一、概述
变压器局部放电的在线监测方法－非电测法
声测法是利用局部放电时发出的声波来进行测量，常和脉冲 电流法配合使用，是局部放电的重要监测手段。 特点：基本上不受现场电磁干扰的影响，信噪比高，可以硬 定放电源的位置。 缺点：灵敏度低且不能确定放电量。
第二节 变压器局部放电的在线监测 一、概述
第二节 变压器局部放电的在线监测 二、局部放电信号的检测
声测法信号检测
局部放电声波的检测频率
声波是一种机械振动波，它是当发生局部放电时，在放电区域中分 子间产生剧烈的撞击，这种撞击在宏观上产生了一种压力所引成。
局部放电由一连串脉冲形成，由此产生的声波也是由脉冲形成。频 谱为10～107Hz数量级范围。
模式识别的过程实际上是信息压缩的过程，—般包括学习和 识别两个过程。
第二节 变压器局部放电的在线监测 七、放电模式的识别
第一步是学习过程，首先从变压器提取有典型意义的几种放电 模型，通过试验，获得局部放电数据，包括放电图象或数据采 集结果，从这些所获得的数据中提取特征，包括时域特征或统 计特征。根据这些特征构成特征空间，利用某种算法依据一定 规则，将特征空间根据不同的放电模型进行划分，从而形成特 征库。 第二步是识别过程，对于未知的放电类型，在获取数据和提取 特征后，依据同样的规则与已存在的特征库在限定条件下进行 匹配，从而判断出放电的类型。
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。
变压器局部放电监测方法总结
变压器局部放电监测方法总结随着电气设备不断增多和规模不断扩大，变压器也被广泛应用于各种场合。
作为电力变压器常见的故障现象，局部放电已成为影响电气设备运行安全的最主要因素之一。
因此，变压器局部放电监测方法的研究和应用显得尤为重要。
目前，变压器局部放电监测方法主要可以分为以下几类。
一、超声波法超声波法是利用超声波探测变压器内部局部放电信号的方法。
其原理是，当变压器内部发生局部放电时，会产生一定的声波信号，超声波探头可以探测到这些信号，并以此来判断变压器是否存在局部放电现象。
这种方法具有灵敏度高、反应迅速、非接触式测量等优点，但同时也存在着受温度、材质等因素的影响、检测深度较浅等缺点。
二、电磁法电磁法是利用电磁感应探测变压器内部局部放电信号的方法。
其原理是，变压器内部发生局部放电时，会产生一定的电磁波信号，电磁感应探测器可以探测到这些信号，并以此来判断变压器是否存在局部放电现象。
这种方法具有灵敏度高、检测深度较深等优点，但同时也存在着受温度、材质等因素的影响、需要专门的仪器等缺点。
三、光学法光学法是利用光学感应探测变压器内部局部放电信号的方法。
其原理是，通过光学采集设备采集变压器内部局部放电时产生的闪光信号，并映射到光学显微镜中进行观察和判断。
这种方法具有不会影响变压器内部工作、检测效果好等优点，但同时也存在着需要专门设备、放电强度小等缺点。
四、化学法化学法是利用化学分析手段分析变压器内部油中存在的局部放电产生的气体的组成及其浓度变化来判断变压器是否存在局部放电现象的方法。
这种方法具有利用方便、检测精度高等优点，但同时也存在着受变压器内部材质、油质量等因素影响、需要取样等缺点。
总的来说，变压器局部放电监测方法有很多种，每种方法都有其优点和不足。
针对不同的应用场合和电气设备，在实际应用时应该综合考虑各种方法的特点和适用范围，在保证精度的前提下选择最合适的监测方法。
同时，也需要不断加强和完善局部放电监测技术，进一步提高变压器运行安全性和稳定性，为电力系统的稳定供电和发展做出自己的贡献。
浅谈电力变压器局部放电检测技术
外部 电磁 的影响和干 扰。该 方法主要用于试验 蔽及静 电屏 蔽的悬浮放 电等 。但在 测量点远 离
力系统的停止运行 。在 众多故障 中，局部放 电 室环境 ，或现场离线试验 。因为局 部的放 电信 缺陷的情况下 ，或者对发生在 固体结构深 处的 故障对变压器 的影响最 大。因此对 电力变压器 号是很微弱的 ，但是被检测 的设备 所处的环境 局部放 电，因声波信号在传播时要受到严密 的
局部 放 电是指 在 电压 的影 响下 ，绝缘 结 力很强 的抑 制干扰。 构 内部的油膜、气隙 以及 导体 等的边 缘发生放 电的现象 ，并且这种现象是属于 非惯 穿性的 。
充油 电气设备发生 固体绝缘破坏 的原因就是 由 其 引起 的。根据 电场分布 以及工 作部 位的不同 情况 ，油纸 绝缘设 备中的局部放 电会有 不同程 度的发展 ， 而对于变压器 测技 术
声速所 受到的各种声介质的影响也是不 同的， 所 以这项技术 能够对局部放 电是够 存在 提供 良
好的参考 ，并结合 电脉冲信号 或直 接利用超声 信号对放 电源进行定位 ，无法进行定量检测 。
脉 冲电流法是应用最广 泛、研 究最早 、唯
Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ・ 电力 电子
浅谈 电力变压器局部放 电检测技术
文／ 毛 至 杭
局 部放 电主要 监 测方法 包括 电测法 和非 从 介绍 变压 器常见故 障入手 ， 指 出局 部 放 电是造 成 变压 器 故障 和 电力 系统运 行 事故 的 主要 因素 之 一 。对 目前 常 用的局 部 放 电检 测 技 术 在 变 压 嚣 设 备 的 应 用 效 果 进 行 分析 的基 础 上，提 出 了对 于 变 压 器 各 种 局 部 放 电检 测 方 法 的
在线监测模式中干式变压器局部放电分析
在线监测模式中干式变压器局部放电分析随着电力系统的不断发展和变革，干式变压器在电力系统中得到了广泛的应用。
干式变压器相比于油浸式变压器具有更加环保、安全、维护方便等优势，因此在现代电力系统中得到了越来越多的应用。
干式变压器在运行过程中仍然面临着许多问题，其中局部放电是干式变压器最为常见的故障之一。
对干式变压器的局部放电进行在线监测分析显得尤为重要。
干式变压器局部放电是指在变压器内部或外部存在的局部电磁场集中放电现象。
局部放电是变压器内部绝缘介质的局部击穿现象，其产生会导致绝缘材料的老化和变质，严重时甚至会引发变压器的局部短路故障。
对干式变压器的局部放电进行在线监测分析，可以及时发现和处理变压器的故障隐患，保障电力系统的安全稳定运行。
在进行干式变压器局部放电在线监测分析时，首先需要选择合适的监测设备和技术手段。
目前，常用的干式变压器局部放电监测设备有感应耦合式传感器、电容式传感器、紧缩式传感器等。
这些传感器能够实时监测变压器内部的电磁场变化，及时发现局部放电现象。
还可以利用超声波传感器、红外热像仪等设备检测变压器的声波和热量变化，从而判断局部放电的情况。
除了监测设备，还需结合数据采集系统和在线监测软件，对干式变压器的局部放电数据进行采集、传输和处理。
通过这些软硬件设备，可以将变压器内部的局部放电数据实时传输到监控中心，进行实时监测和分析。
监测中心可以采用数据融合与处理技术，对局部放电数据进行模式识别和特征提取，判断出变压器的故障症状和程度。
在进行干式变压器局部放电在线监测分析时，需要重点关注以下几个方面：1. 数据采集与传输：采集变压器局部放电数据并进行实时传输到监测中心，确保数据的及时性和准确性。
2. 数据处理与分析：通过监测软件对局部放电数据进行处理和分析，判断出变压器的故障状况。
3. 故障诊断与预警：根据监测数据对变压器的故障症状进行诊断和预警，及时采取相应的维护措施。
4. 综合评估与优化：对监测结果进行综合评估和分析，优化变压器的运行状态和维护计划，保障电力系统的安全、稳定运行。
变压器局部放电检测方案
变压器局部放电检测方案简介
变压器是电力系统中最重要的设备之一，其运行状况直接关系到电力系统的稳定性和可靠性。
然而，由于长期运行和环境因素等因素影响，变压器存在着局部放电等故障隐患。
局部放电是变压器内部绝缘系统的一种缺陷，会导致绝缘老化和损伤，甚至引起变压器爆炸。
因此，开展变压器局部放电检测工作非常重要。
本文将介绍一种可行的变压器局部放电检测方案。
检测方案
变压器局部放电检测方案主要包括以下几个步骤：
步骤一：现场勘测
在进行局部放电检测前，需要对变压器进行现场勘测。
勘测内
容包括变压器型号、额定容量、运行时间、运行环境等信息的记录，以及变压器内部和外部的巡视检查。
步骤二：安装检测设备
安装局部放电检测设备，该设备应能够测量变压器的局部放电
情况，并能够记录数据。
步骤三：采集数据
开展局部放电检测，记录相关数据。
在检测过程中，应注意安
全措施，并按照操作规程进行操作。
步骤四：数据分析
将采集到的数据进行归一化处理，并进行分析。
根据分析结果，判断变压器是否存在局部放电缺陷。
如果存在，需要进一步采取措施。
步骤五：修复缺陷
如果判断存在局部放电缺陷，需要采取措施进行修复。
具体的修复方法根据情况而异。
结论
变压器局部放电检测方案是非常重要的，可以帮助检测变压器是否存在局部放电缺陷。
通过开展此方案，可以发现并及时修复变压器缺陷，保证电力系统的稳定性和可靠性。
变压器局部放电测试方法-精品
第6章变压器局部放电测试方法6.1 放电脉冲在线圈中的衰减特性对于局部放电脉冲信号，不能把变压器线圈看作一个集中参数电路，而应看为一分布参 数电路，并可用图 6.1的简化等值回路来表示，图中。
为对地电容，K 为纵向电容，L 为导线 寄生电感，A 为线圈高压端，。
为线圈中性点。
图6.3图6.2的简化等值回路如果变压器中某一点发生局部放电时，在放电的瞬间，可以忽略寄生电感L 并用图6.2来研究其起始电压分布，图中Q .为放电气隙电容；。
〃为与气隙串联部分绝缘介质的等效电容，人为气隙两端电压。
当变压器高压线圈首端工频电压升到匕（瞬时值）时，P 点处的工频电压为（工频电压沿线圈为直线分布），此时邻近P 点的绝缘内部发生放电。
可以推出气 隙两端的引燃电压心（瞬时值）为〃—包xkF1气隙放电终止后，其两端的熄灭电压为乙（瞬时值）。
在此放电过程中，气隙两端的电压变化%-盯，由此而引起尸点的电压变化\u p 为(6.2)式中可上图6.3来计算，图中的C,〃为图6.2中P 与A 之间〃?段的入口电容，。
“为「与。
(6.1)图6.2气隙放电时的等值回路△%之间〃段的入口电容，C P =C m +C n o在图 6.2中，由P 点的电压变化p 而引起机段的电位分布可计算如下:在电容K/上的电荷。
为八K 〃2=—(即1nxax在电容Cdx 上的电荷等于电荷。
在了方向的增量dQ,^dQ=Cclx-\u ntx ,所以Q=Jc △"心公(6.3)(6.4)由(63)、(6.4)得K^f'=C l^dx(6.5)(6.5)对x 微分得(6.6)其通解解为(6.7)式中a=JC/K 。
(6.4)的特解为:(1)由于A 点开路，当工=/时，Q=K 也”=0,即四也=0,所以dx dxA-—Be"=0(6.8)(2)当X=M )时,即(6.9)因此可以解得△〃厂△u /㈤且B= ---------------------------/~0)+.4~0)(6.10)将A 、3代入(6.7)可得cha(\-x)/八△、二刈西匚M(%"口(6.11)同样，由P 点的电压变化△〃〃而引起〃段的电位分布△〃而可计算如下：对于〃段，(6.7)仍然正确，即加几.=4^+&一《)在中性点开路的情况下，当x=x0时，当工=0时，也二=(),同理可计算出dx八A chax由图6.3可知，气隙Q 放电时所中和的实际电荷4为q=©+£^JC#Cp(0Wo)(6.12))△((6.13)图6.3'|>P 点的视在放电电荷Q 为根据以上分析可知：变压器内部某点发生放电时，其对应线圈部位上所产生的脉冲电压将 沿线圈两端进行衰减性传播，沿线圈的起始电位分布与2的关系可用（6.22）、（6.23）表示。
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现场定位实例
西北750kV主变局部放电定位
大量实践证明，对于交流变压器、电 抗器、换流变压器都可以进行局部放 电超声波检测和定位。
超声定位检测及定位关键
超声波局放检测和定位需要注意：
1. 仔细搜寻疑似放电信号，传感器间距小于60cm； 2. 初步判断疑似信号性质，排除干扰； 3. 继续搜索，寻求最好的信号获取位置； 4. 观察信号一致性，判断是否存在固定声源； 5. 初步定位，给出明确坐标；注意！！此时传感器坐标测
量务必准确。 6. 对定位点位置进一步检测，获得精确定位结果。
超声波精确定位技术
超声定位的几个问题 ？
问题1：超声波定位的信任危机； 问题2：超声波精确定位理念； 问题3：超声波精确定位的实现；
UHF方法
UHF方法： 采用超高频技术检
测电力设备的局部放电 ，是近年发展较快的一 种应用在现场的检测方 法。对大型电力变压器 超高频局放检测已有较 充足技术支持。目前在 国内和国外已有多种型 号和各具特点的自动化 超高频局放检测系统问 世，今后该方法是现场 开展局部放电检测的一 个新方法。目前检测频 带多为 300MHz~1500MHz。
1 ～ 20 00
0.5 ～ 200 0
0.5 ～ 200 0
0.5～ 2000
HFCT方法
HFCT 方法： 目前带电检测规范推荐方法之一。使用HFCT对容性设备套 管末屏接地电流进行监测，从而发现设备内部局部放电， 检测频带为3MHz~30MHz。
HFCT方法
优点：
使用操作简单，用于局部放电在线监测； 判断方式类似传统脉冲电流方法，容易掌握； 放电测量可以定量分析。
缺点：
带电检测安装要求高，带电检测可能涉及主设备绝缘； 由于安装点所限，在变压器局放检测使用上有局限性； 灵敏度较高，容易误报警，需要加强对诊断方法的研究。
综合应用
目前变压器局部放电带电检测都由AE 方法，UHF方法，HFCT方法或者它们之间的 组合完成，带电检测设备加上远传通信及 数据库功能，构成在线监测系统。
对变压器内部深层次局部放电反应不灵敏； 局部放电定位及诊断对使用者要求较高。
变压器定位总结
变压器定位几点总结：
调试和运行中带电检测不同，电声定位和声声定位 要灵活运用；
可能在有些情况下，超声定位方法比电测法灵敏； 在正确选择设备和配置熟练工作人员情况下，可以
实现精确定位（5cm），及放电点监测； 变压器局部放电超声波检测及定位有效性比传统观
超声定位方法
优点：
受电气干扰少，且应用最为成熟； 带电检测，不涉及变压器主绝缘，安全可靠； 随时进行检测，随时跟踪分析绝缘缺陷，对预防和避免变压器
绝缘损坏事故提供安全保障； 可以对变压器内部的局部放电源进行准确定位，对缺陷部位和
缺陷性质的判断提供依据，为检修提供方便和节约成本。
缺点：
当前设备运行状况总体良好，总体故障率比较小，传统 试验会使很多状态良好的设备“陪试”，工作量大、投 入大、需要停电、影响设备使用。
局部放电检测的现状
局部放电带电检测产品众多，有效性和可靠性良 莠不齐；
局放带电检测设备使用专业程度高，对现场人员 要求较高；
局部放电定位判断需要较强专业知识，需要专门 人才进行；
UHF方法
UHF传感器的现场安装和布置
UHF方法
UHF传感器的现场安装和布置
UHF定位
UHF定位方式
局部放电UHF方法检测特征波形
幅度 ( 50 mV /div )
S 1S 2S 3
时间 ( 5 ns/division )
UHF方法
优点：
局部放电检测灵敏度高； 现场该频段干扰小； 有GIS等设备成功应用可以借鉴； 概念新颖，符合用户需要；
变压器局部放电检测技术
变压器局部放电检测技术
1
目的和意义
2
局部放电检测的现状
3
局部放电带电检测方法
4
实施方法及注意事项
5
应用实例
变压器局部放电检测目的和意义
电网公司一次设备状态检修工作正在全公司系统内规模 、有序开展；
目前试验、诊断模式不能满足设备状态检修的要求，需 要引入更多更有效的带电检测技术；
DGA法
分析周期及稳定时间：约1.5小时 温控精度： ±0.1℃ 载 气：氮气
DGA在线分析典型指标
DGA在线监测流程
组分
H2
CO
CO 2
C H4
C2 H4
C2 H6
C2H 2
最小检
测浓度 （ppm
1
5
25 1 0.5 0.5 0.5
）
量程（ ppm）
1～ 5～ 500 100 0 00
25 ～ 500 00
•
A
E
传
感
器
•
U
H
F
传
感
器
•
H
F
C
T
传
感
器•Βιβλιοθήκη 用户处理
系
统
•
前端
控制
模块
•
信
号
调
理
模
块
•
主控室现场宽荧幕状态显示实例图
其他方面应用实例
特高压GIS出厂试验中局部放电定位
应用实例
此类进口设备昂贵，且技术水平不优于国内先进 产品，且技术支持力度严重不足。
局部放电的发生
电磁波 超声波 光 热 化学效应
局部放电检测的方法
几种带电检测方法：
DGA（油中溶解气体）法 HFCT（高频电流）法 AE（超声波）法 UHF（超高频）法
产生电磁波
局
产生超声波
破
部
坏
放
产生局部过热
绝
电
缘
产生泄漏电流
老化
初期
关注
异常
DGA法
DGA法：
该方法是通过监测变压器运 行过程中绝缘油的分解所产生的 各种气体组成和浓度来确定故障 或缺陷（例如局放或过热等）性 质。
目前在变压器在线监测方面 已经开始有较大规模的推广应用 ，实践证明该方法也是一个比较 有效的监测变压器缺陷的方法。
但是该方法目前仍然存在一 些明显的缺点和不足：①气体传 感器需要周期校准； ② 难以对 故障的部位进行判断和定位。
缺点：
对现场运行可靠性可能有影响； 抗干扰能力较差，信号分辨难度高；
超声定位方法
超声波方法：
变压器内部有局部放电 时会产生超声波，这些超声 波经过在变压器油中的传播 后到达变压器的箱壁，贴在 变压器箱壁上的超声波传感 器就可以接收到这些超声波。
超声波检测局部放电利 用超声波到达不同传感器的 相对时间进行定位。要对放 电源进行三维定位，至少需 要4个以上的传感器接收到 有效超声信号。