特高頻(UHF)法原理 由于局部放電都伴隨正負(fù)極性電荷的相互中和,會產(chǎn)生一個很陡的電流脈沖,并向周圍輻射電磁波。局部放電所輻射的電磁波的頻譜特性與局部放電源的幾何形狀以及放電間隙的絕緣強(qiáng)度有關(guān)。 當(dāng)放電間隙較小時,放電過程的時間比較短,電流脈沖的陡度比較大,輻射高頻電磁波的能力比較強(qiáng);由于絕緣材料的絕緣強(qiáng)度比較高(交聯(lián)聚乙烯的最小工頻平均擊穿場強(qiáng)不小于30kV/mm,最小沖擊平均擊穿場強(qiáng)不小于60kV/mm),擊穿過程比較快,電流脈沖的陡度較大,輻射高頻電磁波的能力也較強(qiáng)。 特高頻(UHF)法局部放電檢測方法就是使用超高頻傳感器接收局部放電產(chǎn)生的超高頻電磁波,實(shí)現(xiàn)局部放電的檢測。由于檢測頻段較高且頻帶寬,能夠避開常規(guī)局部放電測量中的電暈、開關(guān)操作等多種電氣干擾,檢測靈敏度也很高。
局部放電檢測特高頻(UHF)法檢測主要用于檢測局部放電產(chǎn)生的電磁波信號,并且廣泛應(yīng)用于GIS。但因?yàn)镚IS結(jié)構(gòu)可對其產(chǎn)生影響,局放產(chǎn)生的電磁信號的波形與幅值等參數(shù)在其通過GIS傳播至UHF傳感器時發(fā)生變化,導(dǎo)致評估局部放電源信號的復(fù)雜性大大增加。因此,針對局放電磁波信號在GIS中傳輸特點(diǎn)的研究,對特高頻法十分有意義。GIS為同軸結(jié)構(gòu),信號傳輸特性與頻率密切相關(guān)。對工頻下的傳輸特性可利用電氣集總參數(shù)來等效,瞬態(tài)信號傳輸時應(yīng)看作分布參數(shù)的傳輸線,對微波則應(yīng)視為同軸波導(dǎo)。 據(jù)實(shí)驗(yàn)分析,局放信號在GIS同軸結(jié)構(gòu)中以橫向磁波(Transverse Magnetic-TM)和橫向電波(Transverse Electric-TE)進(jìn)行傳輸。此外,GIS的特性阻抗與波阻抗因其存在絕緣子而不連續(xù),導(dǎo)致高頻波數(shù)次折反射其內(nèi)部結(jié)構(gòu)中。因此,局放電的UHF信號異常復(fù)雜。
超聲波、電磁輻射、電脈沖、光等都是會伴隨著電力變壓器局部放電出現(xiàn),同時能量損耗會在油中放電時產(chǎn)生,介質(zhì)損耗率也由此衍生出來。現(xiàn)階段而言,常見的測量方法有超聲波測量、脈沖電流法、光測量法、介質(zhì)損耗率測量法、化學(xué)檢測法、紅外檢測法等,在其中超聲波測量法、脈沖電流法、超高頻法是現(xiàn)階段核心的檢測方式。 在具體運(yùn)用過程中,假如能夠明晰電力變壓器局部放電所形成的高頻信號的特征,并掌握放電類型與其相互之間存在的對應(yīng)關(guān)系,則能很大程度上提高電力變壓器局部放電故障判斷的準(zhǔn)確性,假如能夠?qū)κ占降臄?shù)據(jù)開展深入細(xì)致的解析,還能完成故障的預(yù)測分析。特高頻局部放電定位方式關(guān)鍵依據(jù)放電信號的強(qiáng)度變化規(guī)律和時延規(guī)律,分別對應(yīng)幅值定位法和時差定位法。