在變壓器制造過程中難免會(huì)出現(xiàn)一些局部缺陷,如氣泡、裂縫、電極毛刺和懸浮導(dǎo)電質(zhì)點(diǎn)等,這些缺陷會(huì)造成電場分布不均勻,從而形成極不均勻電場,進(jìn)而導(dǎo)致局部放電的產(chǎn)生,促使變壓器絕緣劣化。據(jù)統(tǒng)計(jì),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(shí),會(huì)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(cè)這些現(xiàn)象可以間接檢測(cè)到局部放電并進(jìn)一步反映電介質(zhì)的絕緣狀況,進(jìn)而判斷缺陷類型,甚至預(yù)測(cè)電氣設(shè)備的絕緣壽命。因此,目前無論是研究機(jī)構(gòu)、制造廠商,還是電力系統(tǒng)運(yùn)行部門,都非常看重局部放電的檢測(cè)技術(shù)。
在特高頻檢測(cè)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(cè)靈敏度高以及電磁干擾小的優(yōu)點(diǎn),但是已投運(yùn)的變壓器通常不允許進(jìn)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(huì)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(shí)預(yù)留,因此國內(nèi)大量已投運(yùn)的變壓器沒有辦法進(jìn)行改造。套管處安裝傳感器則因傳感器會(huì)影響爬電距離而沒有得到廣泛應(yīng)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(jié)構(gòu),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(cè)提供了新途經(jīng)。
超聲波、電磁輻射、電脈沖、光等都是會(huì)伴隨著電力變壓器局部放電出現(xiàn),同時(shí)能量損耗會(huì)在油中放電時(shí)產(chǎn)生,介質(zhì)損耗率也由此衍生出來。現(xiàn)階段而言,常見的測(cè)量方法有超聲波測(cè)量、脈沖電流法、光測(cè)量法、介質(zhì)損耗率測(cè)量法、化學(xué)檢測(cè)法、紅外檢測(cè)法等,在其中超聲波測(cè)量法、脈沖電流法、超高頻法是現(xiàn)階段核心的檢測(cè)方式。 在具體運(yùn)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(hào)的特征,并掌握放電類型與其相互之間存在的對(duì)應(yīng)關(guān)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(zhǔn)確性,假如能夠?qū)κ占降臄?shù)據(jù)開展深入細(xì)致的解析,還能完成故障的預(yù)測(cè)分析。特高頻局部放電定位方式關(guān)鍵依據(jù)放電信號(hào)的強(qiáng)度變化規(guī)律和時(shí)延規(guī)律,分別對(duì)應(yīng)幅值定位法和時(shí)差定位法。