局放在线检测在主变状态检修中的应用
摘要：论述了主变局部放电在线检测的意义、检测原理及方法，对高频脉冲电流和超声两种检测模式的特点进行了详细的阐述和分析，并通过一则现场应用案例和跟踪检修结果说明了这两种主变局放在线检测模式在现场应用的有效性，较全面的研究了当前主变局部放电在线检测的发展水平和应用情况。
关键词：局部放电 变压器 状态检修
1、引言
变压器在电网设备中处于非常重要的地位，因其功能特殊性和造价高昂一直都是电厂和电网的核心设备，主变的安全可靠运行直接关系到电厂和电网的运行状态的稳定。变压器绝缘系统的可靠性是变压器正常运行的必要条件之一，对实际故障的统计分析表明，绝缘故障是影响变压器正常运行的主要原因。
局部放电[1]既是变压器绝缘故障的预兆又是其发展的产物。目前国内对变压器绝缘系统局部放电的考核主要集中在其停电状态下进行，此时的变压器脱离电网真实的运行环境，其电场分布、电流、振动、温度及机械应力都与其运行状态有很大的差异性。主变局部放电在线检测时变压器不用承受高于额定运行值的过高电压，不会影响被试设备的绝缘状态，属于“非破坏”性试验。另外可以在不影响设备运行条件下随时了解设备的“健康状况”，便于科学合理的安排检修周期和检修项目。
2、检测原理[2]
目前对变压器进行局部放电在线检测主要应用两种手段，分别为高频脉冲电流检测和超声波检测，这两种手段对于主变内部不同原因形成的绝缘缺陷既有自身专长也具有互补性。
高频脉冲电流法检测原理是利用变压器绕组与铁芯之间的分布电容形成的耦合通路，如果变压器内部发生局部放电，放电产生的高频信号通过此耦合通路经铁芯接地线构成回路，卡装在铁芯接地线上的高频电流传感器即可接收到变压器内部的放电信号并在巡检仪上显示出相应的检测数据。高频脉冲电流法是检测变压器本体局部放电的有效手段，对线圈、铁心、夹件上的局部放电信号尤为敏感，高频脉冲电流法检测位置为变压器的铁心接地线和夹件接地线。
超声波法检测原理是当变压器内部放生局部放电现象时，其瞬间释放的能量使分子间产生剧烈碰撞，向外发出超声波，在变压器油中以球面波形式向周围传播，只要将磁吸附式超声传感器吸附在变压器油箱外壁，就可以接收到放电产生的超声波信号。超声波检测可有效检测变压器本体上的局部放电信号，对于本体上外层线圈及引线和油箱内部磁屏蔽松动引起的放电等灵敏度较高。由于超声传播的固有特性，可根据超声信号幅值对变压器内部局部放电源位置进行定位，超声波法检测位置为变压器的油箱外壁。
3、某电厂一号主变A相检测过程
下面通过一则实例说明局部放电带电检测在主变状态检修过程当中发挥的重要作用。2012年5月11日江苏某电厂进行局部放电例行带电检测过程当中发现电厂500KV主变1号主变（型号DFP—390000/500）A相检测到了明显的局部放电信号，波形及数据如表1所示。并在此基础上进一步进行带电状态下的局部放电超声波检测定位试验，在主变高压侧中性点升高座下方10cm处检测到了明显的局放超声信号，超声波波形和数据如表1所示。
检测位置图谱幅值（相对量）/pc
A相铁芯
接地线高频脉冲电流信号 9715.15
A相升高座下方超声信号 7960.81
表1
根据检测结果分析局部放电点没有涉及固体绝缘，为一处悬浮金属放电，可以排除在变压器绕组上的可能性。从超声定位结果来看，放电点的大概位置在高压中性点附近，距油箱端部1400毫米，高压侧箱壁600毫米，距箱顶约500毫米处，从定位结果来看与初步分析结果是一致的，即可以排除放电点不涉及固体绝缘，不会涉及绕组，所以不会影响变压器的安全运行。建议对产品继续进行跟踪局部放电带电检测，择期对变压器进行检修。
2012年8月15日对主变进行跟踪局部放电带电检测过程中发现主变局部放电信号消失，波形平滑，幅值相对于早期检测幅值要小，用超声模式进行确认时发现超声波信号也消失了，波形及数据如表3所示：
检测位置图谱幅值（相对量）/pc
A相铁芯
接地线高频脉冲电流信号 839.15
A相升高座下方超声信号 15.30
表2
2013年3月29日针对于此台主变进行检修，在检修过程中发现A相主变高压中性点均压球脱落，中性点引线接线板与脱落的均压球放电。在第一次检测过程中，由于中性点均压球表面陶瓷的绝缘作用，均压球脱落后形成了悬浮放电现象，根据经验判断此放电与当初检测过程中放电当量相符。由于变压器运行过程中此放电长期存在，导致均压球表面的陶瓷绝缘击穿，使得均压球与引线形成良好的导体接触，悬浮放电消失，这也与第二次检测过程未检测到明显的放电信号相符。现场图片如下图所示：
图1
4、结论
开展局部放电带电检测可以与主变预防性试验互为补充，从不同角度全面合理的对变压器的绝缘系统进行有效评估，为变压器将来的检修工作提供基础数据支持，从而针对于主变的运行状态合理调整变压器的检修周期，增加诊断性试验的有效性，减轻试验人员的劳动强度。进行局部放电带电检测过程中可以采用外置超声模式对主变绝缘系统放电点进行定位，就可以有针对性的指导检修工作，使现场检修工作有的放矢，缩短由于检修带来的停电时间，从而减少不必要的经济损失。
参考文献：
[1]邱昌荣，王乃庆 电工设备局部放电及其测试技术 北京 机械工业出版社 ，1994，（1）3-27
[2]成永红，李伟 超宽频带局部放电传感器的研究 高电压技术，1998，24（1）：9-11