①脉冲电流法
脉冲电流检测方法是目前使用最为广泛的变压器局部放电检测方法,并且国际电工委员会于2000年专门为该方法制定了测量标准(IEC60270)。在局部放电发生时,此方法利用检测阻抗或电流传感器,测量变压器套管末屏接地线、外壳接地线、铁心接地线以及中性点接地线处的脉冲电流信号,得到局部放电的视在放电量。脉冲电流检测法根据电流传感器的频带范围分为宽带检测和窄带检测。局部放电信号的脉冲频谱较宽,高频成分较为丰富,目前通常釆用罗戈夫斯基线圈传感器来检测脉冲电流信号,其检测频带可以达到数十MHz。
脉冲电流法常用于变压器的出厂试验以及离线试验,测量灵敏度较高。该检测方法存在的主要缺点有:由于变压器内部结构复杂,局部放电信号在绕组内的传播过程中衰减比较严重,导致脉冲电流法标定时产生很大的测量误差;由于变压器运行现场存在各种干扰电磁信号,使得其在线检测的信噪比和灵敏度较低,因此脉冲电流法无法有效应用于实时的在线监测;当试样电容量较大时,受稱合阻抗的限制,测试仪器的灵敏度受到一定的限制;脉冲电流法的测量频率较低(20-400kHz),频带较窄(10-100kHz),包含的放电信息量较少。
②甚高频检测法
甚高频(Very High Frequency,VHF)检测方法测量频率较高,检测范围为30-300MHZ,虽然可以避开一些电晕干扰,但是由于变压器运行现场的干扰信号较为复杂,很难避开现场所有的干扰信号。因此在现场情况下一般不使用:外置式甚高频传感器,而是釆用传感器内置的方式来获取局部放电信号。甚高频检测法不仅可以对放电量进行校准,还能够对局部放电进行有效定位。
③超高频检测法
超高频(Ultra-High Frequency, UHF)检测法是于20世纪80年代提出的一种局部放电检测方法,其检测频率范围为300-3000MHZ,最早应用于气体绝缘组合电器设备(Gas Insulated Swithgear, GIS)中的局部放电检测。电气设备的每一次放电都会发生电荷的中和,伴随着一个较陆的脉冲电流,并向周围辐射电磁波。电力变压器内部的局部放电脉冲宽度为纳秒级,可激发出频率为数GHz的电磁波信号。UHF方法检测局部放电产生的电磁波信号,根据测量频带的不同,可以分为窄带检测和宽带检测。窄带检测的中心频率在500MHz以上,带宽为数MHz或数十MHz;宽带检测的带宽可达到数GHz。通常所说的UHF检测方法指超高频超宽频带检测方法。
变压器现场环境下的电磁干扰信号频率一般在lOOMHz以下,而且在空气传播过程中迅速衰减,在超高频段内的干扰相对较少。因此在超高频范围内检测信号可以有效避开现场存在的各种电磁干扰,从而提高信号检测的信噪比和灵敏度。对于现场运行的变压器,UHF方法通常采用内置式微带天线传感器,有利于检测丰富的放电信号,并且对外部电磁干扰具有很好的屏蔽作用。UHF检测方法具有测量频率高、抗干扰能力强以及检测灵敏度高等优点,在变压器局部放电在线监测中具有非常广阔的应用前景。
④无线电干扰电压法
无线电干扰电压法(Radio Interference Voltage, RIV),通过无线电干扰电压表检测局部放电信号,主要包括射频检测法。射频检测法釆用射频传感器检测局部放电信号。常用的射频传感器有电容传感器、Rogowski线圈电流传感器和射频天线传感器等。该方法能够定性检测局部放电是否发生,甚至可以根据电磁信号的强弱对无屏蔽层的长电缆进行局部放电定位,采用Rogowski线圈传感器能够定量检测放电强度。该方法测量频带较宽(1-30MHZ),抗电磁波干扰能力强,灵敏度较高。
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