局部放電檢測(cè)設(shè)備最早是在1919年被研制出來(lái)的,1924年“西林電橋法”首先應(yīng)用到實(shí)物檢測(cè),一年后,Schwaige:發(fā)現(xiàn)電暈放電能產(chǎn)生電磁波,1928年Starr和Loyd提出了較為正式的局部放電檢測(cè)技術(shù),即“平行四邊形測(cè)量法”,1960年Malinaric和Dakin在此技術(shù)基礎(chǔ)上提出了“積分電橋法”,該方法提出后吸引眾多研究人員投入到局部放電檢測(cè)課題中,局部放電發(fā)生過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生物理和化學(xué)現(xiàn)象比如聲效應(yīng)、光效應(yīng)、電效應(yīng)、熱效應(yīng),化學(xué)分解物等,相對(duì)應(yīng)的局部放電檢測(cè)技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生,并將其分為兩類:電檢測(cè)法、非電檢測(cè)法。
1.1 非電檢測(cè)法
局部放電過(guò)程中的物理現(xiàn)象以及化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生各種各樣的信息,比如化學(xué)氣體、聲、光、熱等,非電檢測(cè)法就是檢測(cè)非電信號(hào)進(jìn)而判斷有無(wú)局部放電以及局部放電嚴(yán)重程度等,非電檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)在于干擾相對(duì)較少。接下來(lái)介紹三種非電檢測(cè)技術(shù):(1)聲檢測(cè)法
聲檢測(cè)法是檢測(cè)局部放電過(guò)程中產(chǎn)生的聲信號(hào)來(lái)判斷局部放電情況,但人為走動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)等會(huì)干擾聲檢測(cè)。聲檢測(cè)也能定位放電源的位置。現(xiàn)今聲電傳感器越來(lái)越靈敏,轉(zhuǎn)換效率越來(lái)越高,因此采用聲測(cè)法進(jìn)行局部放電檢測(cè)精度也非常高,現(xiàn)在基于聲檢測(cè)法的檢測(cè)設(shè)備也較為普遍。局部放電產(chǎn)生的聲信號(hào)本身十分微弱還要經(jīng)過(guò)金屬外殼,顯然超聲波傳感器檢測(cè)到的信號(hào)極其微弱,所以傳感器應(yīng)緊貼開(kāi)關(guān)柜表面。(2)光檢測(cè)法
光檢測(cè)法局限性較大,僅透明介質(zhì)可采用光測(cè)法,而且靈敏度偏低,空氣中的電暈放電可以采用光檢測(cè)法。(3)熱檢測(cè)法
局部放電發(fā)生處也會(huì)引起該部位溫度上升,采取紅外攝像儀可以檢測(cè)到該現(xiàn)象,但是局部放電產(chǎn)生的溫差不容易判別又不能定量分析,因此局部放電檢測(cè)中此法使用的非常少。經(jīng)過(guò)對(duì)上述非電檢測(cè)法的介紹可知:非電檢測(cè)法不易檢測(cè)而且很難定量檢測(cè),因此非電檢測(cè)法常用來(lái)作為輔助檢測(cè)而主導(dǎo)檢測(cè)采用電測(cè)法。
1.2 電檢測(cè)法
檢測(cè)局部放電產(chǎn)生的電信號(hào)稱為電檢測(cè)法,局部放電最終會(huì)形成脈沖電流,在電極上會(huì)引起電壓變化,結(jié)合麥克斯韋定理,局部放電的窄脈沖電流信號(hào)能夠激出各種各樣的電磁波信號(hào),電力設(shè)備的檢測(cè)正是檢測(cè)這些信號(hào)。現(xiàn)今開(kāi)關(guān)柜常用的電檢測(cè)法有暫態(tài)對(duì)地電壓(Transient Earth Voltages, TEV)檢測(cè)法、特高頻(Ultra High Frequency,UHF)檢測(cè)法。(1)TEV檢測(cè)法
Dr.John Reeves在1974年首先提出了暫態(tài)對(duì)地電壓。目前,TEV檢測(cè)法在開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)中己得到廣泛應(yīng)用,檢測(cè)原理是電容耦合,在開(kāi)關(guān)柜表面安裝TEV傳感器,采集該信號(hào)便可獲取局部放電信息。國(guó)內(nèi)使用最為廣泛的設(shè)備是由英國(guó)的EA Technology公司研發(fā)的便攜式TEV檢測(cè)設(shè)備。(2)UHF檢測(cè)法
UHF檢測(cè)法是檢測(cè)局部放電發(fā)出的特高頻電磁波。局部放電中的特高頻電磁波頻率約在300MHz到3GHz范圍內(nèi)。20世紀(jì)80年代局部放電檢測(cè)的頻帶相對(duì)較窄常低于1MHz,抗干擾能力差導(dǎo)致局部放電檢測(cè)效果不理想。Boggs和Stone在1982年進(jìn)行局部放電研究中將檢測(cè)設(shè)備的測(cè)量頻率提升至1GHz后能較好的測(cè)得GIS的PD信號(hào)脈沖。國(guó)內(nèi)有研究人員將UHF法應(yīng)用在開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)中,經(jīng)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證:UHF法檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜是可行性的。綜合上述電測(cè)法和非電測(cè)法在開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)中的應(yīng)用,對(duì)常用檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域等進(jìn)行總結(jié),如表所示是開(kāi)關(guān)柜常用檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)的比較。