局部放電在線監(jiān)測
美國在1995年頒布了《電氣設(shè)備絕緣診斷方法導(dǎo)則》，絕緣診斷從傳統(tǒng)的預(yù)試方法向以在線監(jiān)測為主，所采用的技術(shù)有：油中溶解氣體分析，超聲波探測，局部放電監(jiān)測，紅外測溫，振動分析等，已制定出相關(guān)的判據(jù)；對試驗數(shù)據(jù)的處理，運用了模糊理論，通過分析、判斷能夠?qū)υO(shè)備缺陷提出處理建議，并給出置信度。目前已投入應(yīng)用的在線監(jiān)測裝置有：變壓器氣體分析，發(fā)電機(jī)工況在線監(jiān)測分析，變壓器內(nèi)部溫度變化的光纖紅外監(jiān)測，變壓器、發(fā)電機(jī)、CT、電纜、GlS等局部放電的在線監(jiān)測。加拿大等國的一些單位對在線監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)作出了相當(dāng)多的工作，日本從八十年代開始，進(jìn)入了以狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)的預(yù)知維修時代，并大力推廣狀態(tài)維修制?？傊?，國內(nèi)外都將局部放電作為電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測及故障診斷的一個重要的特征參量。
上世紀(jì)五十年代以來，國內(nèi)外相繼展開了局部放電在線監(jiān)測的研究工作，也開發(fā)了多種大型電力設(shè)備的局部放電在線監(jiān)測裝置，并取得了一定的成效。這些研究主要集中在局部放電的機(jī)理分析和局部放電監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用上。機(jī)理分析主要研究變壓器內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的原因、表現(xiàn)形式、發(fā)展規(guī)律以及對絕緣的影響程度等，有助于改進(jìn)絕緣設(shè)計，提高故障診斷的準(zhǔn)確性和指導(dǎo)局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的研制；應(yīng)用研究則涉及局部放電的監(jiān)測、信號的特征提取、放電源的定位、視在放電量標(biāo)定及故障診斷等。
縱觀國內(nèi)外現(xiàn)有的電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測技術(shù)，變壓器局部放電的在線監(jiān)測仍是研究的一個熱點和難點。眾所周知，在電力系統(tǒng)中，變電站是傳送、分配電力的樞紐，主要由變壓器、電抗器、電壓互感器、避雷器及開關(guān)等設(shè)備組成。在這些設(shè)備中，變壓器是最重要的，而變壓器在長期運行過程中受溫度、雷擊及內(nèi)部過電壓的作用，絕緣會逐漸老化，導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生微弱放電(即局部放電)，如果不采取措施，會逐漸擴(kuò)大，導(dǎo)致絕緣擊穿。有資料表明，80%的變壓器故障是由于絕緣損壞引起的，而先兆大多數(shù)是局部放電。
局部放電是反映絕緣狀態(tài)最靈敏的特征量之一，也是變壓器絕緣老化過程中出現(xiàn)的必然現(xiàn)象，同時也是導(dǎo)致絕緣劣化的主要原因。通過對局部放電的測量及對局部放電特征參數(shù)量的分析和處理，可以實時或定時了解絕緣的現(xiàn)實狀況，診斷引起局部放電的故障原因、跟蹤故障的發(fā)展的趨勢、預(yù)報是否需要停電檢修或采取相應(yīng)的預(yù)防故障措施，進(jìn)而實現(xiàn)狀態(tài)維修，保證電力系統(tǒng)安全運行的有效手段。通過實施局部放電在線監(jiān)測，可以在故障早期發(fā)現(xiàn)潛伏性絕緣故障，為系統(tǒng)的維護(hù)提供最有力的依據(jù)，以預(yù)防突發(fā)性事故的發(fā)生，對整個電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運行意義重大，具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
然而，由于變壓器局部放電信號非常微弱，其在線監(jiān)測難度很大。尤其在變電站現(xiàn)場，存在載波通訊、外部帶電體的電暈放電、工作場所電焊和接地系統(tǒng)等強(qiáng)烈的干擾，使目前在線監(jiān)測中常用的以脈沖電流為特征的檢測局部放電的方法，還很難達(dá)到工程應(yīng)用水平。因此，如何應(yīng)用現(xiàn)有的先進(jìn)的軟、硬件技術(shù)，更有效地去除各種干擾，準(zhǔn)確提取局部放電信號，為后續(xù)的絕緣診斷提供更可靠的信息，目前正是困擾變壓器局部放電在線監(jiān)測實施的難題。
局部放電在線監(jiān)測技術(shù)雖然經(jīng)過了十多年的研究及發(fā)展，仍然遠(yuǎn)未達(dá)到可靠識別放電類型、準(zhǔn)確預(yù)報事故的水平。局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)中，為了提取盡可能多的局部放電信息，硬件采集系統(tǒng)正向?qū)掝l帶方向發(fā)展，但寬頻采集在保留信號的同時，也帶來了大量的干擾信號，而變壓器的局部放電信號非常微弱，其在線監(jiān)測難度也就最大、存在的問題也最多。比如干擾抑制、放電量標(biāo)定、局放定位及模式識別等方面，至今都沒有得到根本性的解決，尤其在變電站現(xiàn)場存在載波通訊、外部帶電體的電壓暈放電、工作場所電焊和接地系統(tǒng)等強(qiáng)烈的干擾，解決這些問題的難度更大。在局部放電在線監(jiān)測中，電磁干擾一般通過交流電源、電磁耦合、傳感器等途經(jīng)進(jìn)入監(jiān)測系統(tǒng)。由于干擾的頻率范圍很廣，往往形成強(qiáng)大的干擾，甚至完全淹沒了局放信號，直接影響在線監(jiān)測設(shè)備對局放信號檢測的靈敏度和可靠性。由于只有通過對監(jiān)測過程中局部放電特征參數(shù)的分析和異常征兆的提前發(fā)現(xiàn)，才能準(zhǔn)確評定絕緣的老化程度，從而有的放矢的在變壓器接近預(yù)期壽命時進(jìn)行維護(hù)和更換。
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