干式变压器超声波局部放电试验在电力中的应用

摘要：阐述了超声波测量干式变压器局部放电的机理，介绍了在内设备容量和电压等级不断提高的情况下，超声波局部放电测量技术的必要性和应用。关键词：干式变压器；超声波；局部放电；测量变压器内部的局部放电：这可能描述了一种超个人方法的原理，以测量变压器内部的局部放电，并逐步介绍了其电容、内部设备和外部电压装置，这解释了该技术的必要性和应用情况。关键词：变压器；supersonicwavepartialdischarge目前，检测干式变压器放电故障的主要方法是测量局部放电水平，包括脉冲电流局部放电测量法(以下简称脉冲电流法)和超声波局部放电测量法(以下简称超声波法)。脉冲电流法需要在设备断电的阈值上通过施加的电压进行测试。虽然可以定量测量放电量来确定放电点的电气位置，但不能确定放电点的空间位置，测试一定是停电。因此，对干式变压器实施及时、在线的超声波局部放电检测，并结合其他绝缘检测项目(如油色谱气相分析、远红外测温等)及时分析干式变压器的绝缘状况，确定绝缘缺陷的性质，显得越来越重要。).1超声波局部放电试验原理绝缘介质中有两种类型的局部放电：气泡放电；高场强下介质的自由击穿。一些铸造和挤压的绝缘介质容易与空气间隙或气泡混合。空气的介电常数小于固体介质，场强与介电常数成反比。因此，介质中的气隙或气泡是较好次局部放电的发源地；当局部电场较高时，绝缘薄弱环节会引起介质击穿。在大多数情况下，上述两种局部放电往往同时发生或相互诱发。干式变压器在测试电压(或工作电压)下发生局部放电时，会产生电脉冲、超声波、光、热、化学变化等物理现象。只要干式变压器中存在局部放电，就会产生高频电气干扰，并扩散到所有连接的电路。干式变压器的局部放电可以通过连接在设备端子上的测试装置接收放电信号来定量检测。同时，只要有局部放电，在放电过程中，伴随着爆发式声发射，产生超声波，并迅速向周围介质传播。安装在干式变压器油箱外壁的超声波传感器将超声波信号转换成电信号，可以测量干式变压器中的局部放电水平。这是干式变压器的超声波局部放电测量方法。干式变压器发生局部放电时，随着声能的发射，超声波通过不同介质(油纸、分离器、绕组、油等)向外传播。).这种超声波信号通过绝缘纸板、绝缘油等介质以一定的速度在干式变压器油箱外传播，并以球面波的形式四处传播。超声波通过绝缘介质到达干式变压器油箱壁上的传感器有两种方式：一种是直接传播，即超声波的纵波穿过绝缘介质、干式变压器油等，通过钢板到达传感器；另一种是纵波，它以横波的形式传播到油箱内壁，然后沿着钢板传播到传感器。这个波是复合波。超声波传播路径见图1。超声波是由放电源s产生的，SA是纵波，SBA和SCA是复合波。超声波具有很强的穿透能力，但在穿透各种介质时会对波形产生一定程度的畸变，这种畸变主要表现为振幅衰减。表1显示了超声波在不同介质中的传播速度及其相对衰减r #p#分页标题#e#

虽然电力干式变压器的内部绝缘结构非常复杂，但浸透绝缘油的绝缘介质的声阻抗与干式变压器油的声阻抗非常接近，它们构成了许多间隙声通道。因此，外围电力干式变压器局部放电故障的超声波信号可以传输到干式变压器箱体上的传感器。设置在油箱外壁不同位置的超声波传感器即检测探头之间的距离与某个放电点不同，放电产生的超声波信号到达探头的时间也不同。局部放电源的空间位置可以通过测量超声波的大小和测量超声波通过超声波接收传感器的传播延迟时间来确定。2检测频率的确定当发生局部放电时，由于绝缘薄弱处分子的激烈撞击，气泡的形成和发展，液体的流动以及固体材料的微小开裂都会发出声波。通常气体中由于局部放电产生的声波频率在几kHz左右，而液体和固体中产生的声波频率在几十到几百kHz左右。干式变压器铁心噪声属于低频领域，噪声等级高，机械振动噪声大多在20kHz以下。超声波局部放电检测应避开干扰频率范围，以高频为对象。但是频率越高，声波在传输过程中的衰减越大，所以超声波局部放电检测的频率通常是几十到几百kHz。测试频段应为40 ~ 300 kHz。3超声波局部放电检测的必要性超声波法是利用放置在油箱壁上的超声波传感器接收信号，并通过信号大小的对比分析，定性测量干式变压器中的局部放电，确定放电点的空间位置，具有检测干式变压器中的局部放电，无停电阈值等优点。其检测结果可以为干式变压器的故障分析和处理提供更多的信息，同时可以避免现场各种电信号的干扰。因此，超声波局部放电检测是干燥的

变压器放电性故障测量及带电监测的一种较好的方法。 目前脉冲电流法在干式变压器离线试验条件下应用广泛，而在运行条件下应用还存在一些困难。特别是我电气设备仍沿用基于时间的预防性试验，对于部分绝缘状况不佳的干式变压器设备，往往由于不能及时检出绝缘薄弱点而导致运行事故发生。因此随着电力系统不断发展，提高电气设备的安全运行水平，开展干式变压器超声局部放电检测就显得非常必要。通过在线超声波局部放电检测，可随时随地地监视干式变压器局部放电水平的变化状态。4 应用方法 河北南网发电厂从2002年至今，已开展干式变压器超声波局部放电测量百余台次。先先在干式变压器本体建立固定的测试点，以较好次测量的超声波大小为基准值，建立超声波指纹，根据必要性定期进行检测，通过纵向波测量值比较，监视干式变压器内部局部放电水平的变化量，并结合干式变压器油色谱分析、远红外测温等试验项目的综合分析，判断干式变压器的绝缘状况，诊断干式变压器健康水平，确保干式变压器安全运行。5 结束语 超声波法是电力干式变压器局部放电故障诊断的有效手段，它可将使局部放电测试技术向多元化方向发展。利用超声测试与局部放电相结合的测量方法能精确地测出干式变压器内部的局部放电故障点，并定性地测量局部放电的变化情况。对在网运行的干式变压器进行故障诊断时，应用超声波法与油色谱分析等试验相结合能够确定设备是否存在局部放电，并指出放电的大概位置。 但是，该方法也有一定的局限性。当放电源位于干式变压器线圈表层时测试是有效的；当放电源位于干式变压器绝缘深部时，信号将很难收到。对于同时出现的多点放电，如何判断超声信号的大小，如何区分其超声信号，仍需要做进一步的工作。 来源：124#p#分页标题#e#