變電站大型主變
在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)故障案例均表明，由絕緣水平降低引起的絕緣故障占比重最大，絕緣水平的高低成為影響變壓器的可靠運(yùn)行的重要因素。在變壓器的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中無(wú)法避免會(huì)存在一些缺陷，如縫隙、氣泡、懸浮導(dǎo)電質(zhì)點(diǎn)和毛刺等，這些缺陷在變壓器運(yùn)行過程中，會(huì)造成絕緣體表面或內(nèi)部出現(xiàn)區(qū)域性的電場(chǎng)畸變，使該區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度高于平均電場(chǎng)強(qiáng)度，而這些區(qū)域的擊穿場(chǎng)強(qiáng)低于平均擊穿場(chǎng)強(qiáng)，就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生放電，形成局部放電。局部放電的發(fā)展演變，會(huì)使變壓器內(nèi)部絕緣性能不斷下降，且嚴(yán)重時(shí)可能引起匝間、層間短路故障。可見，局部放電已成為導(dǎo)致變壓器絕緣性能降低的主要因素，同時(shí)也是絕緣劣化的主要表現(xiàn)形式和征兆。對(duì)局部放電采取實(shí)時(shí)、有效的監(jiān)測(cè)手段，及時(shí)預(yù)防變壓器絕緣水平下降，對(duì)電力系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性具有相當(dāng)重要的意義。
局部放電產(chǎn)生時(shí)會(huì)輻射出電磁波、超聲波等信號(hào)，電檢測(cè)法如脈沖電流法、超高頻法等是目前最普遍的局部放電檢測(cè)手段，而諸如超聲波法、氣相色譜法、光測(cè)法等非電的檢測(cè)方法也已被證明有效并發(fā)展了很長(zhǎng)一段時(shí)間，積累了很豐富的知識(shí)體系，其中超聲波法局部放電檢測(cè)是一種對(duì)電力設(shè)備很重要的非破壞性檢測(cè)手段。該方法不直接測(cè)量電信號(hào)，而是對(duì)超聲振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，具有較強(qiáng)的抗電磁干擾能力，并且能夠?qū)植糠烹娺M(jìn)行準(zhǔn)確定位，因此，超聲波檢測(cè)法在電力設(shè)備局部放電檢測(cè)中，占有非常重要的地位。但是如何進(jìn)一步提高超聲檢測(cè)的靈敏度和信噪比，提高局部放電檢測(cè)和定位效果是本領(lǐng)域巫需解決的問題。
近年來，隨著各學(xué)科的快速發(fā)展和學(xué)科間的交叉，光纖布喇格光柵（FiberBragg Grating，F(xiàn)BG）傳感器發(fā)展迅速，可以有效的檢測(cè)材料的應(yīng)變、溫度、甚至聲壓等。國(guó)內(nèi)外學(xué)者還提出了基于FBG超聲波傳感的方法，相比較常規(guī)的壓電（Piezoelectric transducers，PZT）超聲傳感器，F(xiàn)BG傳感器具有體積小、靈敏度高、絕緣性能好、抗電磁干擾性能優(yōu)異、受環(huán)境影響小等優(yōu)勢(shì)，得以逐漸取代傳統(tǒng)的壓電陶瓷傳感器感知超聲波，并且在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)方面得到了推廣應(yīng)用。在電氣設(shè)備局部放電超聲波的檢測(cè)方面，光纖光柵傳感器感知超聲波技術(shù)，也具有很大應(yīng)用潛力。
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