变压器局部放电测量
变压器局部放电实验方法
电力变压器通常有两种试验方法
一种是如图（1）所示的接法，它主要用于试验绕组间的绝缘。为提高测试灵敏度，耦合电容Ck应比被试变压器初、次级间电容大得多。这种试验不是用于检查各个绕组，每个绕组的两端就可连接在一起，铁芯和外壳应和低压绕组一起牢固接地。
图（2）的电路可对变压器进行自激励试验，高压套管上的轴头与高压端的电容可以作为耦合电前现时简化试验电路，输入单元初级A-B接在套管抽头与接地法蓝之间。不过，需排除高压管本身放电的可能性。如无套管抽头可用，则仍需外接耦合电容Ck。
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图（1）测试变压器初、次级间绝缘的试验电路
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图（2）自激励条件下变压器局部放电试验电路
IEC76-3（1980）规定校正方波发生器的前沿小于0.1μs，注入电容Cq为50pf。校正方波发生器经匹配电缆将匹配接线盒放在尽量靠近测量的高压端上经Cq注入。
对于试验时的加压时间程序，IEC的规定见图（3）
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图（3）变压器试验的加压时间程序
其中线和中性端间试验电压用Um/ 表示如下：
U1=
附件: 您所在的用户组无法下载或查看附件Um/
附件: 您所在的用户组无法下载或查看附件= Um
U2=1.5Um/
附件: 您所在的用户组无法下载或查看附件= Um此时规定放电量q=500pc
=1.3Um/
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变电器局部放电测试中应注意以下一些问题：
1）IEC规定视在电荷（或放电量）主要根据最高的稳定状态的重复脉冲读出。偶然的高脉冲可不予理会。
2）对不同线端的测量通道都要各自进行校正。
3）背景噪音电平应低于规定的允许放电量q的一半。
4）对高大的变压器测试时，方波发生器应通过有电阻匹配的同轴电缆，并将Cq靠近试品线端用JEE-1时应将线盒靠近试品测量端，可减小测量误差。
5）变压器绕组是具有分布参数的试品，和旋转电机一样。变压器绕组中产生的局部放电脉冲波先是在检测端出现直达波，然后传输波一面传输一面到达。α大的饼式绕组和α小的园筒式绕组的起始电位分布和传输波的衰减情况是不一样的。然而，也可利用这种传输衰减特性，或是从两线测得的传输波到达时间的差异（对α大的饼式绕组），或是从不同抽头处检测得的脉冲波形（α小的园筒式绕组）来求出局部放电发生点的位置，也即对局部放电定位。
实际上，由于变压器是一种复杂的绝缘组合系统，行波法及电容比定法均不易确定放电位置。目前用得较普遍的是多端测量定位法。其实质是将变压器各端上测得的局部放电脉冲和从各端部注入定量需荷后获得的各校正脉冲的数值和波形予以比较，以判断在绕组的哪一部分，但仍不能精确定位。比较先进的定位方法是将电的方法与超声波探测法结合起来，比较方便，定位精度也高。
6）变压器中不仅有气体放电，还可能有油的局部放电，一般来说，宽带式检测仪器灵敏度低。但分辨率高，可区别气体放电和油中放电；宽带式RIV测试仪器灵敏度虽高，但分辨率差，而且由于油的放电时间达数微秒，其高频成分很少，所以不能鉴别出油中局部放电，而低频法的KJF2002，一方面具有高灵敏度。另一方面又具有接近宽带检测仪器的优点，对于测量变压器的局部放电是比较有利的。
往往可以从q-V曲线的回滞特性判定有无油中的局部放电。
为了测定油中局部放电，尚需注入上升时间与油中放电接近的方波来校正。为此，可在注入电容Cq上串联适当的电阻，再接到被试品上去。
电力变压器的局放试验
常规的电力变压器局部放电检测方法有脉冲电流法、DGA法、超声波法、RIV法、光测法、射频检测法和化学方法等。
常规的局放检测方法
脉冲电流法。它是通过检测阻抗接入到测量回路中来检测。检测变压器套管末屏接地线、外壳接地线、中性点接地线、铁芯接地线以及绕组中由于局放引起的脉冲电流，获得视在放电量。脉冲电流法是研究最早、应用最广泛的一种检测方法，IEC-60270为IEC于2000年正式公布的局放测量标准。脉冲电流法通常被用于变压器出厂时的型式试验以及其他离线测试中，其离线测量灵敏度高。脉冲电流法的问题在于以下几方面：其抗干扰能力差，无法有效应用于现场的在线监测；对于变压器类具有绕组结构的设备在标定时产生很大的误差；由于检测阻抗和放大器对测量的灵敏度、准确度、分辨率以及动态范围等都有影响，因此当试样的电容量较大时，受耦合阻抗的限制，测试仪器的测量灵敏度受到一定限制；测量频率低、频带窄，包含的信息量少。
DGA法。DGA法是通过检测变压器油分解产生的各种气体的组成和浓度来确定故障（局放、过热等）状态。该方法目前已广泛应用于变压器的在线故障诊断中，并且建立起模式识别系统可实现故障的自动识别，是当前在变压器局放检测领域非常有效的方法。但是DGA法具有两个缺点：油气分析是一个长期的监测过程，因而无法发现突发性故障；该方法无法进行故障定位。
超声波法。超声波法是通过检测变压器局放产生的超声波信号来测量局放的大小和位置。超声传感器的频带约为70～150千赫兹（或300千赫兹），以避开铁芯的铁磁噪声和变压器的机械振动噪声。由于超声波法受电气干扰小以及可以在线测量和定位，因而人们对超声波法的研究较深入。但目前该方法存在着很大的问题：目前的超声传感器灵敏度很低，无法在现场有效地测到信号；传感器的抗电磁干扰能力较差。因此，超声检测主要用于定性地判断局放信号的有无，以及结合脉冲电流法或直接利用超声信号对局放源进行物理定位。在电力变压器的离线和在线检测中，它是主要的辅助测量手段。
RIV法。局部放电会产生无线电干扰的现象很早就被人们所认识。例如人们常采用无线电电压干扰仪来检测由于局放对无线电通讯和无线电控制的干扰，并已制定了测量方法的标准。用RIV表来检测局放的测量线路与脉冲电流直测法的测量电路相似。此外，还可以利用一个接收线圈来接收由于局放而发出的电磁波，对于不同测试对象和不同的环境条件，选频放大器可以选择不同的中心频率（从几万赫兹到几十万赫兹），以获得最大的信噪比。这种方法已被用于检查电机线棒和没有屏蔽层的长电缆的局放部位。
光测法。光测法利用局放产生的光辐射进行检测。在变压器油中，各种放电发出的光波长不同，研究表明通常在500～700mm之间。在实验室利用光测法来分析局放特征及绝缘劣化等方面已经取得了很大进展，但是由于光测法设备复杂昂贵、灵敏度低，且需要被检测物质对光是透明的，因而在实际中无法应用。
射频检测法。利用罗果夫斯基线圈从变压器中性点处测取信号，测量的信号频率可以达到3万千赫兹，大大提高了局放的测量频率，同时测试系统安装方便，检测设备不改变电力系统的运行方式。但对于三相电力变压器，得到的信号是三相局放信号的总和，无法进行分辨，且信号易受外界干扰。随着数字滤波技术的发展，射频检测法在局放在线检测中得到了较广泛的应用。
超高频方法在局放检测中的应用
华北电力大学自2002年开始，将近年来国际上流行的超高频技术应用于GIS、变压器、电机和电缆等的局放检测研究工作。截至目前为止，研究工作取得了很大进展，完成了超高频法用于变压器局放检测的可行性验证，研制了一套自动化超高频局放检测系统，可以通过程控的方式控制信号采集和数据存储。设计了模拟变压器内部局放的各种实验室模型，通过相位统计分布的方式和频谱的方式进行了模式识别的研究，取得了很好的效果。以实验室检测系统为基础设计了一套基于现场的超高频局放检测系统，并成功地于2003年2月23日在河南某变电站一台正在运行的型号为SFPSZ9-220千伏/120000千伏安的主变进行了安装与试验，实现了国内用于实际在线安装测试的首次试验。后来又在该变压器吊罩检查期间，安装了基于超高频检波信号的固定式监测系统长期跟踪其局放活动。结合实验室的研究成果，设计了一套基于工控机的UHF局放在线监测装置，实现了在线连续采集数据、相位统计分析和超高频信号随时间变化的历史趋势分析功能。
高压设备局放检测的发展方向
目前，超高频方法的研究也面临着一些问题，由于测量机理与脉冲电流法不同，因此无法进行视在放电量的标定，而目前大多数工程人员已经习惯于通过视在放电量来反映局放的严重程度，IEC规定有关局放的变压器产品出厂标准中，其指标也是通过局放量的阈值来规定的。目前的研究表明，即使在局放源到传感器之间的传播路径不变的情况下，脉冲电流法的视在局放量与超高频方法所测得的脉冲信号幅值之间也没有确定的对应关系，这就更加大了应用该方法进行局放定量的难度；此外，由于变压器内部绝缘结构的复杂性，局放产生的电磁波在内部的传播将存在大量的散射、折反射以及衰减，因而传播特性研究和局放源定位工作将注定是难度很大而且充满挑战的。
随着科技的发展，特别是信号分析技术如神经网络、指纹分析、专家系统、模糊诊断和分形等都越来越多地应用到变压器局放检测中，对通过脉冲电流法按照IEC270标准测量得到数据，进行模式识别和绝缘寿命评估，推动了局放检测技术的发展。超高频检测方法从一开始就是从数字化技术起步的，通过将成功的传统方法移植到超高频检测之中，实现局放的连续在线监测和自动识别的研究正在取得快速的进展，上述超高频法存在的问题是目前很多相关研究单位需要解决的课题。笔者认为，任何一种方法都有一定的应用范围，有些问题它可以解决，有一些则不能解决。当前通信技术的发展使人们充分认识到，在线监测是个跨学科、综合性的研究领域，多种方法相结合，综合运行目前各种技术和知识，构建统一的、综合的在线监测平台，将是未来局放在线监测的发展方向。
电力变压器局部放电检测方法是什么
电力变压器局部放电的功率监测主要包括内部电荷分布的监测、电信号的跟踪和监测以及绝缘材料的绝缘性能的监测，常见的监视方法包括高频仪器监视方法：交流电压转换方法和超宽带测量、频率法。
I、HF局部放电检测
超高频局部放电检测主要基于计算机强大的数据分析能力。通过输入和输出变压器两端的电荷之间的差，可以有效地跟踪损失的电荷，从而可以在视觉上看到绝缘层的损坏部分，及时维护技术人员，这种方法的缺点是，由于电源变压器内部结构的复杂性和电荷流中的碰撞，将给计算机的测量和数据采集带来一定的误差。
2、超频宽带局部放电监测
超频宽带局部放电监测方法适用于工业大型变压器局部放电检测，利用高频扫描和小的概率失准，可以同时在大范围内同时监视变压器绝缘层，由于该方法具有监测范围广，覆盖范围广，收集信息量大等优点，因此被广泛用于大型操作设备中的变压器局部放电检测（也叫局部放电检测系统）。
3、局部放电的非电测量
局部放电的非电测量首先应在生物和化学方面（主要是在人体中）进行检测和跟踪。随着现代科学技术的发展，各学科之间尤其是具有相关研究内容的学科之间可以实现良好的相互交流，彼此之间的专业测量方法可能非常普遍。该方法使用化学定量分析通过测量变压器中离子的化学性质来确定化学活性区域，从而分析化学循环。与非电气测量方法类似，有变压器油色谱在线监测方法，变压器油氢浓度在线监测，
4、局部放电纤维技术检测方法
光纤技术是一种比较成功的超声检测方法，光纤技术与电力变压器的局部检测相联系，实现了变压器局部检测的技术创新。使用光纤检测局部放电具有明显的优势：光纤在变压器的内部路径中单向传播，从而避免了局部放电信号的可重复性，并防止了对复合电路的二次影响，测量原理是，当电力变压器的绝缘层被击穿时，从放电部分发射的超声波信号将沿着光纤的路径传播，在此过程中不会发生电荷量的碰撞，从而避免了电荷的额外损失，当电荷传播到一定程度时，连接到计算机的外部调制解调器会提取由局部放电产生的电信号，并将数据转换为与其连接的计算机，然后通过计算机执行高速定量关系计算。
5、局部放电的红外检测方法
红外检测还应用于电力变压器局部放电检测，红外检测基于局部放电点的温度升高，并且通过红外检测器的热成像原理实现热点测量，但是，由于变压器结构和传热过程的复杂性，使用红外成像方法直接检测位于变压器体内的局部放电非常困难；当前，变压器的红外检测对于变压器的外部故障（包括导体的连接不良，由磁通泄漏引起的涡流，冷却装置的故障以及变压器套管的故障）是有效的。
6、电磁干扰和抑制局部放电检测
变压器的局部放电检测可以直接有效地反映变压器的实际绝缘。但是，在实际测量中，由于外部环境因素，测量结果在很大程度上降低了。在严重的情况下，甚至无法执行测量工作。继续。
导致局部放电检测无法正常进行的因素多种多样，可以根据不同的分类条件分为不同的类别，常见的干扰包括周期性干扰，脉冲型干扰，白噪声干扰和实验室屏蔽干扰，针对不同类型的干扰采取了针对性强的抑制措施。就当前的干扰抑制情况而言，尚未找到一种完全有效的控制方法。现有措施或多或少受到一些不利因素的限制，适用范围狭窄。根据有关专业报告，正在建立更先进的数字抗干扰处理系统。在现代科学技术的帮助下，它取得了良好的进步。我希望随着相关科学研究工作的不断发展，我们将来可以制定出具体的目标。新型的变压器局部放电抗干扰系统，适用范围广。
局部放电检测的最终目标是更好地保护电力变压器的安全性能。随着电力工业中计算机技术和数字信号处理技术的不断改进，局部放电检测可以提供足够的性能改进和电力变压器的替代。数据保证将在未来得到更广泛的应用。
回复者：华天电力
测量变压器局部放电何意义?
许多变压器的损坏，不仅是由于大气过电压和操作过电压作用的结果， 也是由于多次短路冲击的积累效应和长期工频电压下局部放电造成的。绝缘介质的局部放电虽然放电能量小，但由于它长时间存在，对绝缘材料产生破坏作用，最终会导致绝缘击穿。为了能使110kV及以上电压等级的变压器安全运行，进行局部放电试验是必要的。
论变压器为什么要进行局部放电试验
随着电力系统电压等级的不断提高，电力变压器的电压等级和单台容量也在不断地提高。为了考核电力变压器承受工频、雷电和操作过电压的能力，国家标准规定了短时工频耐压试验、雷电冲击试验和操作冲击试验等绝缘试验项目。但是，由于这些绝缘试验与变压器长期工作电压对变压器的作用之间并没有固定的内在联系，特别是对于超高压电力变压器，长期工作电压对变压器的影响较各种过电压对变压器的影响更为严重和重要。为此，应采用一种可以考核变压器在长期工作电压作用下能安全可靠运行的绝缘试验方法，这就是局部放电试验。 对于任何一种绝缘结构，包括变压器的绝缘结构，内部存在气泡（气隙）、油隙和绝缘弱点都是不可避免的。这些气泡（气隙）、油隙和绝缘弱点通常是在变压器制造过程中形成的。如对于油浸式变压器，在其制造过程中，由于浸漆、干燥和真空处理不彻底，在产品所用的电木筒内、绝缘纸板内、绝缘纸层间等就不可避免地会形成一些空腔。当绝缘油不能完全浸入空腔时，空腔内就会存在一些气泡（气隙）。如果绝缘油本身质量有问题或绝缘油处理不好等，那么注入变压器中的绝缘油内部也会存在一些气泡。由于气体的介电系数比油、纸等绝缘材科的介电系数小，所以，气隙上承受的电场强度比油、纸绝缘上的电场强度高。当外施电压达到某一定值时，这些气隙就会首先发生局部放电。另外，油纸绝缘内的油膜，油隔板绝缘结构中的油隙，特别是“楔形”油隙，金属部件、导线等处的尖角、毛刺，电场集中、场强过高的局部区域等也都容易产生局部放电。 变压器绝缘结构中的局部放电，尤其是放电量较大的油纸绝缘表面产生的局部放电，将对变压器的绝缘造成破坏。其破坏情况有两种，一是由于放电质点对绝缘的直接轰击，造成局部绝缘的损坏，并逐步扩大，直至使整个绝缘放电击穿；二是由于局部放电产生的热、臭氧和氧化氮等活性气体的电化学作用，造成局部绝缘受到腐蚀，电导增加，最后导致绝缘热击穿。局部放电对绝缘的危害程度，一方面取决于局部放电的强度，如放电量大小、放电能量大小、放电次数等，另一方面还取决于绝缘的耐放电性能和局部放电作用下对绝缘的破坏机理。总之，局部放电对绝缘的危害，最终将导致变压器的绝缘寿命降低，并直接影响变压器在长期工作电压作用下的安全可靠运行。 变压器局部放电试验的目的：一是验证在标准规定的试验电压和时间内变压器的局部放电量是否符合标准和技术条件要求；二是当变压器局部放电量超过标准和技术条件规定时，通过对局部放电产生的原因进行分析和定位，然后加以排除；三是测量变压器的起始和终止放电电压，即施加电压上升时最初出现局部放电的最低放电电压和施加电压下降时最后消失局部放电的最高放电电压。 变压器局部放电的试验方法可分为电气法和非电气法两大类。电气法中有脉冲电流法、介质损耗法和电磁辐射法。非电气法中有声波法、测光法、测热法和物理化学法。电气法的灵敏度较非电气法高，所以，一般多采用电气法。在电气法中采用最多的是脉冲电流法。在非电气法中，常采用声波（超声波）法，尤其是声波法多用来对局部放电源进行定位。
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