摘 要：本文通过对变压器中电荷放电所产生的物理化学效应，总结了现在2种主要测量局部放电放电方法。简单介绍了，超声波检测法、电脉冲检测法的基本原理，测量电路。并给出了测量波形图。分析了各个方法的优缺点及现场应用情况。最后给出了放电空间电荷在变压器内的简单分布特点。
关键词：变压器油；放电空间电荷；局部放电；检测方法
The Oil Discharging Space Charge Measurement Method and its Distribution Characteristics
ABSTRACT： In this paper，we summarized five main methods about measuring space charge discharging through the physical and chemical effects of space charge discharging. It introduced the basic principle of the ultrasonic testing method， the detection method of the optical effects， gas chromatography detection method， the electric pulse detection method and UHF detection method， and their measurement circuit. And it showed the measured waveform diagram. Analysis of the advantages and disadvantages of each method and applications. Finally， it gave distribution characteristics of the discharging space charge in transformer.
KEYWORDS： Transformer oil； Discharging space charge； Partial discharge； Detection method
1 引言
變压器油又简称为油，所以本文就以变压器油为对象，就变压器做一般说明。油中放电空间电荷的产生是由于变压器在在长期运行过程中绝缘油受潮，水分受热产生气体而形成气泡。或者是电场集中处发生电子崩，局部高温气化绝缘油产生气体。因为气体的介电常数比绝缘材料的介电常数小，即使绝缘材料在不太高的电场作用下，气隙气泡部位的场强也会很高，当场强达到一定值后就会发生空间电荷放电即产生局部放电。油中空间电荷放电会伴随一系列的物理化学变化如电、光、声、热等。目前我国比较常用的是脉冲电流法和超声波法。超高频监测法是近几年刚兴起的一种方法。下面做一一介绍。
2 超声波检测法
超声波检测法是用固定在变压器箱壁上的超声波传感器接收变压器内部局部放电产生的超声波，来检测局部放电量的大小和位置。近年来，由于声、电换能器效率的提高和电子放大技术的发展，超声波检测法的灵敏度有了较大提高，尤其是在大容量电容器的局部放电检测方面，其灵敏度甚至高于电脉冲法。该方法具有可以避免电磁干扰的影响、方便定位、在线检测与离线检测结果相同等优点。由于超声波在变压器内部的传播是一个复杂的过程，造成在某些情况下定位试验不成功，目前无法利用超声波信号对局部放电进行模式识别和定量判断，主要作为一种辅助测量方法。
一般认为，空间电荷放电产生超声波是由于局部体积变化引起的，也就是说当局部介质击穿时电流突然增大，引起局部发热，局部体积在很短时间内增大，放电结束后，局部体积冷却收缩，这种体积的变化引起了介质的疏密变化。这样就形成了超声波。
脉冲电流法是通过检测阻抗来检测变压器套管末屏接地线、外壳接地线、铁心接地线及绕组局部放电引起的脉冲电流，获得一些局部放电基本量（如视在放电量、放电次数及放电相位）。该方法是研究最早、应用最广泛的一种检测方法， IEC对此制定了专门的标准。该方法灵敏度高，可以定量测量局部放电的特征参数，还可以与声信号一起通过电）声定位方法确定局部放电的位置。但检测灵敏度随试品电容的增加而下降，实验室内的测量精度极限为1 000C （C为所检测试品的电容）。在测量大容量电容器时，有时会出现灵敏度下降到无法进行检测的程度。由于测试频率低、频带窄，一般频带设置小于1 MHz （IEC60270标准，我国国家标准推荐检测频带为数kHz到数百kHz），得到的信息量较少，受电磁干扰严重。
该方法是目前国际上唯一有标准的局部放电检测方法，尽管测量频率低、频带窄、信息量少，但依据IEC 60270标准进行测量，所得数据具有可比性，目前是不可替代的。
T1自藕调压器，T2为调压变压器100V/110KV，Ck：藕合电容、Cx试品，W：泰克TDS3012示波器：其中R起限流和阻高频作用，主要用于消除高压电源侧的高频干扰，低通高阻防止了空间电荷放电的电流脉冲分流到电源，Ck同时起到了给脉冲电流提供低阻抗通道。电压表V负责测量实验所提供的电压值，控制实验电压，以便得到所需要的放电环境，使测量更准确：D为电流传感器，采用特制电流传感器祸合放电脉冲电流信号，这种电流传感器在20kHz-100MHz频率范围具有平坦的幅频特性和良好的线性度，己被用于变电站变压器局部放电在线监测系统中，具有很高的灵敏性和线性度。
最近几年又有一种叫做甚宽带脉冲电流法，为避开无线电干扰，常规脉冲电流法检测局部放电信号的测量频带为100kHz-400kHz，所得到的信息量少。甚宽带脉冲电流法测量带宽为3-30MHz，信息量更加丰富，但是现场干扰源的频谱为3-300MHz，干扰会更加严重，对波形的识别提出较高要求。
4 结论
本文主要总结了2种变压器中测量局放的检测方法，超声波法和电脉冲法应用最为广泛的。
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作者简介：
郑曙光（1990-），男，汉，河北沧州人，研究生在读，华北电力大学，研究生，主要从事电力系统方面的研究。
