变压器中运用超声法检测局部放电的研究

变压器中运用超声法检测局部放咆的研究

陆国俊１

（１

刘刚２

广东电网公司广州供电局中心试验研究所，广州

２

５１０４１０；

华南理工大学、电力学院，广州５１０６４０）

匝摘要卫本文建立了变压器局放的３一Ｄ模型，并运用一定的计算机编程手段进行数学运算以得出超声传感器的坐标。本文还在理论研究的基础之上进行了现场试验验证。在本理论的指导之下利用国际先进的超声检测仪器采集到的变压器局部放电特征图谱对理论进行了很好的验证。匝关键词卫局部放电超声法３一Ｄ模型

１引言

大型电力变压器是整个电力系统中最重要、造价最高的设备之一，同时也是变电站的核心设备，它的运行状况与电力系统的安全运行有直接关系。电气设备故障可以分为三类：机械故障、导体故障和绝缘故障。对实际故障的统计分析表明，大型变压器的运行可靠性很大程度上取决于其绝缘的可靠性。因为绝缘材料长期工作在高电压、高温及自然环境之下，必然会引起物理性质、化学性质的改变，造成机电性能下降，发展到一定程度就会演变成绝缘损坏事故。

局部放电使得电力变压器绝缘退化，与绝缘材料的劣化和击穿密切相关也是劣化的重要征兆和表现形式，严重时可能造成绝缘设备和电缆崩溃。因此，确认此类局部放电的发生并对它进行准确定位对电力系统的运行就显得及其重要，还在一定程度上减少了维修保养的费用。

局部放电的测量方法包括电的和非电的方法，具体说来包括脉冲电流法、气相色谱法、超声波法、光测法、射频检测法、红外热像法。本文要介绍的是超声波法（ＡＥ

ＰＤ

Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）。超声波法用于变压器局

部放电检测可追溯到１９世纪４０年代，但因为灵敏度不高，且易受外界干扰等原因一直没有得到广泛的应用。２０世纪８０年代以来，随基础科学的突飞猛进，超声波法的灵敏度和抗干扰能力得到了很大改善。由于超声波法进行局部放电检测时运用的是超声波信号，所以能很好地避免电磁干扰，且在电力变压器在线或离线时均可采用此方法。

本文建立了变压器局部放电的３一Ｄ模型，并运用一定的计算机编程手段进行数学运算以得出超声传感器的坐标。本文还在理论研究的基础之上进行了现场试验验证。在本理论的指导之下利用国际先进的超声检测仪器采集到的变压器局部放电特征图谱对理论进行了很好的验证。２超声法检测局部放电原理２．１超声法检测局部放电

声发射最初被定义为材料结构快速的能量释放。声发射波中包括声波和超声波两种弹性波，当材料释放能量和压力时弹性波是可以被观察到的。声发射信号可以用布置在变压器外壳上合适的传感器（超声检测探头）检测到，传感器可将声信号转化为电信号然后为数据分析系统所分析。声信号的强度和局部放电所释放出来的能量是成正比的，同时声信号的强度同声信号的振幅也有一定的线性关系。所检测到的声信号波形同局部放电源、检测仪器以及传感器有很大的关系。声信号在变压器内部绝缘介质中传播时会发生衰减，所以离局部放电源不同距离大的传感器会感受到不同程度的衰减。通过对所采集到声信号的处理分析就能确定局部放电的发生并对局部放电源进行定位。２．２声检测法的数学模型

由于声音信号和电信号在变压器内部介质中的传播速度不同，所以两种信号到达传感器的时刻是不同

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