超高频方法在变压器检测维护和保养中的应用分析

韩耕

（河南中孚实业股份有限公司，河南 巩义451261）

1 电力变压器的检测

随着国民经济和电力事业迅速发展，装机容量和电网规模在日益增大，人们对电力系统中设备的运行可靠性要求不断提高。在现代电力设备的运行和维护中，电力变压器不仅属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备之列，而且是故障多发设备。这就要求可靠的变压器在线检测。

1.1 电力变压器经常用的局放检测方法

1.1.1 脉冲电流法。它是通过检测阻抗接人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。

1.1.2 DCA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。

1.1.3 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。

1.1.4 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。

1.1.5 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。

1.1.6 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。

1.2 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。

2 变压器的日常维护

工作中可制订一个维护、检查和试验的计划。这样不但将显著地减少变压器故障的发生以及不可预计的电力中断，而且可大量节约经费和时间。因为一旦发生事故，不仅修理费用以及停工期的花费巨大，重绕线圈或重造一台大型的电力变压器更需要6到12个月的时间。因而，一个包括以下建议的良好维护制度将有助于变压器获得最大的使用寿命。

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2.1 安装及运行

2.1.1 变压器的安装地点应与其设计和建造的标准相适应。若置于户外，应确定该变压器适于户外运行。

2.1.2 保护变压器不受雷击及外部损坏危险。

2.1.3 确保负荷在变压器的设计允许范围之内。严防出现小马拉大车的现象。

2.1.4 在油冷变压器中需要仔细地监视顶层油温。

2.1.5 平时在运行操作中，应严格按照运行操作规程执行，严防出现误操作。

2.1.6 在操作变压器的解、并运行过程中，一定要按变压器解、并列的“三要素”进行，严防出现操作过电压。

2.1.7 平时应对变压器进行经常检查和巡视，发现问题应及时处理。

2.2 对油的检验

变压器油的介电强度随着其中水分的增加而急剧下降。油中万分之一的水分就可使其介电强度降低近一半。除小型配电变压器外所有变压器的油样应经常作击穿试验，以确保正确地检测水分并通过过滤将其去除。

2.3 经常维护

2.3.1 保持瓷套管及绝缘子的清洁。

2.3.2 保证电气连接的紧固可靠。

2.3.3 定期检查分接开关。并检验触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位。

2.3.4 在油冷却系统中，检查散热器有无渗漏、生锈、污垢淤积以及任何限制油自由流动的机械损伤。

2.3.5 每年检验避雷器接地的可靠性。接地必须可靠，而引线应尽可能短。旱季应检测接地电阻，其值不应超过4。

2.3.6 每三年应对变压器线圈、套管以及避雷器进行介损的检测。

3 结束语

变压器是电网中的重要设备之一。虽配有避雷器、差动、接地等多重保护，但由于内部结构复杂、电场及热场不均等诸多因素，维护不当事故仍然会发生。经常对设备检测，加强日常的维护和保养，对电力设备极其重要，使电力供应更加安全可靠。

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