干式變壓器超聲波局部放電試驗在電力中的應用

摘要：闡述了超聲波測量干式變壓器局部放電的機理，介紹了在內設備容量和電壓等級不斷提高的情況下，超聲波局部放電測量技術(shù)的必要性和應用。關(guān)鍵詞：干式變壓器；超聲波；局部放電；測量變壓器內部的局部放電：這可能描述了一種超個(gè)人方法的原理，以測量變壓器內部的局部放電，并逐步介紹了其電容、內部設備和外部電壓裝置，這解釋了該技術(shù)的必要性和應用情況。關(guān)鍵詞：變壓器；supersonicwavepartialdischarge目前，檢測干式變壓器放電故障的主要方法是測量局部放電水平，包括脈沖電流局部放電測量法(以下簡(jiǎn)稱(chēng)脈沖電流法)和超聲波局部放電測量法(以下簡(jiǎn)稱(chēng)超聲波法)。脈沖電流法需要在設備斷電的閾值上通過(guò)施加的電壓進(jìn)行測試。雖然可以定量測量放電量來(lái)確定放電點(diǎn)的電氣位置，但不能確定放電點(diǎn)的空間位置，測試一定是停電。因此，對干式變壓器實(shí)施及時(shí)、在線(xiàn)的超聲波局部放電檢測，并結合其他絕緣檢測項目(如油色譜氣相分析、遠紅外測溫等)及時(shí)分析干式變壓器的絕緣狀況，確定絕緣缺陷的性質(zhì)，顯得越來(lái)越重要。).1超聲波局部放電試驗原理絕緣介質(zhì)中有兩種類(lèi)型的局部放電：氣泡放電；高場(chǎng)強下介質(zhì)的自由擊穿。一些鑄造和擠壓的絕緣介質(zhì)容易與空氣間隙或氣泡混合?？諝獾慕殡姵敌∮诠腆w介質(zhì)，場(chǎng)強與介電常數成反比。因此，介質(zhì)中的氣隙或氣泡是較好次局部放電的發(fā)源地；當局部電場(chǎng)較高時(shí)，絕緣薄弱環(huán)節會(huì )引起介質(zhì)擊穿。在大多數情況下，上述兩種局部放電往往同時(shí)發(fā)生或相互誘發(fā)。干式變壓器在測試電壓(或工作電壓)下發(fā)生局部放電時(shí)，會(huì )產(chǎn)生電脈沖、超聲波、光、熱、化學(xué)變化等物理現象。只要干式變壓器中存在局部放電，就會(huì )產(chǎn)生高頻電氣干擾，并擴散到所有連接的電路。干式變壓器的局部放電可以通過(guò)連接在設備端子上的測試裝置接收放電信號來(lái)定量檢測。同時(shí)，只要有局部放電，在放電過(guò)程中，伴隨著(zhù)爆發(fā)式聲發(fā)射，產(chǎn)生超聲波，并迅速向周?chē)橘|(zhì)傳播。安裝在干式變壓器油箱外壁的超聲波傳感器將超聲波信號轉換成電信號，可以測量干式變壓器中的局部放電水平。這是干式變壓器的超聲波局部放電測量方法。干式變壓器發(fā)生局部放電時(shí)，隨著(zhù)聲能的發(fā)射，超聲波通過(guò)不同介質(zhì)(油紙、分離器、繞組、油等)向外傳播。).這種超聲波信號通過(guò)絕緣紙板、絕緣油等介質(zhì)以一定的速度在干式變壓器油箱外傳播，并以球面波的形式四處傳播。超聲波通過(guò)絕緣介質(zhì)到達干式變壓器油箱壁上的傳感器有兩種方式：一種是直接傳播，即超聲波的縱波穿過(guò)絕緣介質(zhì)、干式變壓器油等，通過(guò)鋼板到達傳感器；另一種是縱波，它以橫波的形式傳播到油箱內壁，然后沿著(zhù)鋼板傳播到傳感器。這個(gè)波是復合波。超聲波傳播路徑見(jiàn)圖1。超聲波是由放電源s產(chǎn)生的，SA是縱波，SBA和SCA是復合波。超聲波具有很強的穿透能力，但在穿透各種介質(zhì)時(shí)會(huì )對波形產(chǎn)生一定程度的畸變，這種畸變主要表現為振幅衰減。表1顯示了超聲波在不同介質(zhì)中的傳播速度及其相對衰減r #p#分頁(yè)標題#e#

雖然電力干式變壓器的內部絕緣結構非常復雜，但浸透絕緣油的絕緣介質(zhì)的聲阻抗與干式變壓器油的聲阻抗非常接近，它們構成了許多間隙聲通道。因此，外圍電力干式變壓器局部放電故障的超聲波信號可以傳輸到干式變壓器箱體上的傳感器。設置在油箱外壁不同位置的超聲波傳感器即檢測探頭之間的距離與某個(gè)放電點(diǎn)不同，放電產(chǎn)生的超聲波信號到達探頭的時(shí)間也不同。局部放電源的空間位置可以通過(guò)測量超聲波的大小和測量超聲波通過(guò)超聲波接收傳感器的傳播延遲時(shí)間來(lái)確定。2檢測頻率的確定當發(fā)生局部放電時(shí)，由于絕緣薄弱處分子的激烈撞擊，氣泡的形成和發(fā)展，液體的流動(dòng)以及固體材料的微小開(kāi)裂都會(huì )發(fā)出聲波。通常氣體中由于局部放電產(chǎn)生的聲波頻率在幾kHz左右，而液體和固體中產(chǎn)生的聲波頻率在幾十到幾百kHz左右。干式變壓器鐵心噪聲屬于低頻領(lǐng)域，噪聲等級高，機械振動(dòng)噪聲大多在20kHz以下。超聲波局部放電檢測應避開(kāi)干擾頻率范圍，以高頻為對象。但是頻率越高，聲波在傳輸過(guò)程中的衰減越大，所以超聲波局部放電檢測的頻率通常是幾十到幾百kHz。測試頻段應為40 ~ 300 kHz。3超聲波局部放電檢測的必要性超聲波法是利用放置在油箱壁上的超聲波傳感器接收信號，并通過(guò)信號大小的對比分析，定性測量干式變壓器中的局部放電，確定放電點(diǎn)的空間位置，具有檢測干式變壓器中的局部放電，無(wú)停電閾值等優(yōu)點(diǎn)。其檢測結果可以為干式變壓器的故障分析和處理提供更多的信息，同時(shí)可以避免現場(chǎng)各種電信號的干擾。因此，超聲波局部放電檢測是干燥的

變壓器放電性故障測量及帶電監測的一種較好的方法。 目前脈沖電流法在干式變壓器離線(xiàn)試驗條件下應用廣泛，而在運行條件下應用還存在一些困難。特別是我電氣設備仍沿用基于時(shí)間的預防性試驗，對于部分絕緣狀況不佳的干式變壓器設備，往往由于不能及時(shí)檢出絕緣薄弱點(diǎn)而導致運行事故發(fā)生。因此隨著(zhù)電力系統不斷發(fā)展，提高電氣設備的安全運行水平，開(kāi)展干式變壓器超聲局部放電檢測就顯得非常必要。通過(guò)在線(xiàn)超聲波局部放電檢測，可隨時(shí)隨地地監視干式變壓器局部放電水平的變化狀態(tài)。4 應用方法 河北南網(wǎng)發(fā)電廠(chǎng)從2002年至今，已開(kāi)展干式變壓器超聲波局部放電測量百余臺次。先先在干式變壓器本體建立固定的測試點(diǎn)，以較好次測量的超聲波大小為基準值，建立超聲波指紋，根據必要性定期進(jìn)行檢測，通過(guò)縱向波測量值比較，監視干式變壓器內部局部放電水平的變化量，并結合干式變壓器油色譜分析、遠紅外測溫等試驗項目的綜合分析，判斷干式變壓器的絕緣狀況，診斷干式變壓器健康水平，確保干式變壓器安全運行。5 結束語(yǔ) 超聲波法是電力干式變壓器局部放電故障診斷的有效手段，它可將使局部放電測試技術(shù)向多元化方向發(fā)展。利用超聲測試與局部放電相結合的測量方法能精確地測出干式變壓器內部的局部放電故障點(diǎn)，并定性地測量局部放電的變化情況。對在網(wǎng)運行的干式變壓器進(jìn)行故障診斷時(shí)，應用超聲波法與油色譜分析等試驗相結合能夠確定設備是否存在局部放電，并指出放電的大概位置。 但是，該方法也有一定的局限性。當放電源位于干式變壓器線(xiàn)圈表層時(shí)測試是有效的；當放電源位于干式變壓器絕緣深部時(shí)，信號將很難收到。對于同時(shí)出現的多點(diǎn)放電，如何判斷超聲信號的大小，如何區分其超聲信號，仍需要做進(jìn)一步的工作。 來(lái)源：124#p#分頁(yè)標題#e#