电气定位法的研究现状

电气定位法的原理为根据变压器内部某个位置发生PD时产生的电脉冲信号沿绕组两端传播的电气特性，获得两端的信号后通过一定的方法即可确定出PD院的位置。由此可知，电气法确定的是PD发生的电气位置，而非几何位置。在上个世纪80~90年代，澳大利亚新南威尔士大学的科学家R.E.James等提出一种新的直线插补方法用于变压器绕组内PD脉冲的研究。并通过模拟实验分析指出，通常存在着一个频率范围内，可以将某些变压器绕组等效为电容式梯形网络结构用于分析其PD信号沿线圈的分布情况，尤其是纠结式绕组，从而使变压器绕组结构得到了极大的简化。因此，可将变压器在PD产生的瞬间将其绕组近似等效成一个电容梯形网络，通过测量出现在两端的电容传递分量，并通过信号能量和幅值衰减的关联关系等方法的分析，从而可寻找出电容分量与绕组上PD位置对应关联关系，继而可确定出绕组上PD的位置。

2002年，伊朗的学者Akbari A等学者通过对不同位置的绕组端部测量获得了电流传输函数的频谱特性曲线，并采用基于BP（Back Propagation）神经网络的行波法对一台10kV/380V配电变压器进行了PD模拟试验，得到了较精确的定位结果，误差最大仅为4.6%。同时该学者还讨论了绕组的集中参数与分布参数的仿真建模问题，以解决因不可能对各种类型绕组的不同位置的电流传输函数进行测量的缺陷，并得出建立合理的放电脉冲在变压器绕组中传播的仿真模型对于采用端点电流脉冲频谱分析法进行定位的效果好坏具有至关重要性的结论。

相比之下，国内学者也在这方面开展了相关研究，清华大学的高文胜教授课题组于2003年采用仿真模型与试验相结合的方式，对变压器内不同的PD脉冲传播路径的传递函数特性进行了研究，并提出了根据相应信号高频分量与能量关系的定位方法。同时，该课题组通过对单相电力变压器进行相关试验研究，结果表明：变压器绕组两端所测信号能量的比值与放电位置在1MHz以内基本呈线性关系，并取得较好的定位结果，误差低于绕组高度的8％，但该结论是否能够解析所有类型的变压器绕组都为这一线性关系尚需进一步研究验证。然而，由于受到变压器结构的限制，仅有少数的几个测量端位置能够用于检测PD信号，如各个绕组出线套管的末屏接地线、外壳接地引下线以及中性点接地线等。研究表明，变压器绕组上产生的PD通常情况下存在0—0.01MHz的低频、0.01—0.1MH的中频和0.1—10MHz的高频等三个频率特性范围，各自范围内信号分别以电磁波形式、振荡形式以及电容分量形式传播。因此，在测量端所测得的PD信号通常由行波分量、电容性分量以及振荡分量等三种性质电气传播特性。于此，相继发展起来的电气定位方法有起始电压定位法、多端测量定位法、行波定位法、电容分量定位法、及能比直线定位法等几种。