1引言

　　变压器内部的绝缘在运行中，长期处于工作电 压的作用下，特别是随着电压等级的提高，绝缘承 受的电场强度值将趋高，在绝缘薄弱处很容易发生 局部放电。局部放电时间虽短，能量也很小，但具有 相当大的危害性，它的长期存在，对绝缘材料将产 生较大的破坏作用。局部放电可使邻近的绝缘材料 受到放电质点的直接轰击造成局部绝缘的损坏;由 放电产生的热、臭氧及氧化氮等活性气体的化学作 用 ，使局部绝缘受到腐蚀老化，电导增加 ，最终导致 热击穿。变压器内部绝缘的老化及损坏，多半是从 局部放电开始的。产生局部放电的原因是电场过于 集中于某点，或者说某点电场强度过大。 目前，检测变压器局部放电故障的主要方法是 脉冲电流局部放电量测量法(脉冲电流法)、超声波 局部放电测量法(超声波法)、电流传感器检测法和 油中气体色谱分析法。随着电网不断扩展，提高电 气设备的安全运行水平、开展对变压器局部放电实 施在线监测、结合智能化诊断的专家系统分析变压 器绝缘状态、及时确定绝缘缺陷的性质就显得越来 越重要 。

　　2超声波检测法

　　超声波法是电力变压器局部放电故障诊断的有 效手段之一，它可使局部放电测试技术向多元化方向 发展。利用超声波法可精确地测出变压器内部的局部 放电故障点，并定性地测量局部放电的变化情况。

　　2.1 超声波局部放电测试原理 近年来，超声波技术检测变压器局部放电被大力 推广，其特点是抗干扰能力相对较强，使用方便，可以 在变压器运行中或耐压试验时检测绝缘内部的局部 放电，适合预防性试验的要求。变压器在运行中出现 局部放电时，伴随产生电脉冲、超声波、光、热和化学 变化等现象，并存在高频的电气扰动，向所有与其有 连接电气回路传播。利用安装在变压器端子上的探测 器接到放电信号，就可对变压器局部放电进行定量检 测。同时，变压器在局部放电过程中，伴随着爆裂状的 声发射，产生超声波，且很快向四周介质传播，通过安 装在变压器油箱外壁上的超声波探测器，将超声波信 号转换为电信号，对变压器内部的局部放电进行测 量，此即为变压器超声波局部放电测量法。

　　2.2 超声波探测器 超声波探测器的工作原理是当变压器内部发生局部放电时，在放电处产生超声波，并向四周传播， 一直达到变压器设备的表面。在设备的外壁处安装 压电元件，在超声波作用下，压电元件的两个端面 上会产生交变的束缚电荷，引起端部金属电极上电 荷的变化(或在外回路中引起电流)，因此，可由检 测到的电信号来判断变压器内部是否发生局部放电。声电换能器及前置放大器组装成探 头 ，声电换能器包含两片锆钛酸铅压电元件，其后 面粘薄铜片作电极，连接前置放大器。对前置放大 器的要求是低噪声和宽频带，能将 V级输入信号 方义大 ，前置放大器的输 出端经光纤电缆与探测器的 其他部分相连，以防止干扰。调谐放大器的频率范 围由于局部放电，在气体中产生的声波频率约几 kHz，在液体和固体中产生的声波频率约几十到几 百 kHz?变压器铁心的噪声在低频领域，其噪声水平 较高，机械振动的噪声大多在 20kHz以下。超声波 局部放电的检出，应避开干扰频率范围而以高频率 为对象。但频率越高，声波在传送过程中的衰减越 大。因此超声波局部放电检出的频率一般在数十到 数百 kHz。测试频带应选用 40kHz～300kHz。A/D转 换器可将模拟信号转变为数字信号。

　　2.3 超声波局部放电检测法超声波法是用安装在变压器油箱壁上的超声波探测接收信号，通过信号大小的比较分析，对变 压器内部局部放电进行定性测试，还能对放电点所 处的空间位置进行确定，并具有在线条件下对变压 器内的局部放电进行检测等优点。它的检测结果给变压器的故障分析及处理提供信息，这一方法可避 免现场各种电气信号的干扰。通过在线超声波局部放电检测，可实时地监视变压器局部放电状态。因此超声波局部放电检测是变压器放电性故障测量及带电监测的一种较好的方法。但该方法有一定的 局限性，当放电源位于变压器绕组表层时测试是有效的;当放电源位于变压器绝缘深处时，信号将难以收到。对于同时出现的多点放电，如何判断超声 信号的大小以及如何区分其超声信号，仍需要做进一步的工作。

　　3电流传感器检测法

　　应用电流传感器(CT)对变压器局部放电(PD)进行在线监测。由于变压器在现场局部放电信号常 受到各种因素干扰的影响，以致难以得到确切的结 果。在研究中面临的问题是如何选择电流传感器、如 何有效的抑制干扰以及如何取得可靠的PD信号。

　　3.1 PD的监测 对于电流传感器的选用，首先考虑到干扰信号 的频率范围，采用环形 、开 口结构 ，且 自积分式有源宽带超高频电流传感器，其灵敏度为 8 V/ A～ 101xV/IxA，测量频率为 10kHz-250kHz，带宽为 300Hz。传感器用罗可夫斯基线圈制成，与被测 变压器仅有磁耦合，而无电气连接，符合在线 检测要求，易于安装在变压器各个部位。单相 500kV变压器PD监测系统电流传感器的安装位置 (对于其他类型的变压器可参照本设置)。 500kV单相变压器，每台安装 5个电流 传感器，CT安装的位置分别为500kV套管末屏、铁 心、夹件及中性点接地引下线、外壳地线。传感器的 安装不改变变压器原有的运行机制，对于变压器外 壳要求必须一点接地，否则将很大程度地降低监测 灵敏度、引人大量干扰，且不利于在线标定。由于变 压器 PD的现场干扰源的相异性及复杂性，所以目 前使用的电流传感器从被测点选位分析，选择靠近 变压器内部容易出现放电的位置，如高压套管、套管 底座和分接开关等处。 应用电流传感器取得可靠PD信号，再通过信 号处理器、A/D转换器和 TPDES计算机应用程序 (变压器局放诊断专家系统)，得到判断结果。变压器 电流传感器在线监测结构模型。

　　3.2 PD干扰的抑制 变压器运行的电磁环境比较复杂，电流传感器检测到的信号PD受到严重干扰，并导致检测系统 的灵敏度和可靠性下降。对变压器局部放电特别是电流传感器的研究以及如何有效地排除干扰，成为研究领域的重要课题，所谓抗干扰即指抑制通过变 压器各测量点的电流传感器进入监测系统的干扰 信号。有效抑制干扰是成功使用电流传感器的保 证，变压器局部放电在线监测所面临的干扰信号多种多样，按干扰信号的来源分可分为两大类 ：一类是监测系统本身造成的干扰，另一类是由电站中各 种设备产生的干扰;按频带可分为窄带干扰和宽带干扰;按时域信号特征可分为连续的周期性干扰、脉冲型干扰和白噪干扰。由于干扰的多样性，需要 针对不同的干扰因素，采用不同的措施。具体的说，抗干扰的研究可归纳为硬件和软件两个方面，并加 以综合运用，达到抑制干扰的目的。当然，直接消除 干扰源、切断干扰途径是解决问题的首选。针对因系统自身设计不当造成的各种噪声等 通常采取的措施为：系统结构的改进、合理设计电 路、增强屏蔽、提供一点接地、CT的安装采用“直接 插入定位法”，并选用干扰平衡装置等加以消除。对 于由电站产生的干扰，通常采用增强电磁屏蔽、电 源滤波和单独接地等方法进行抑制(其中电磁屏蔽 最为重要，效果也较明显)。在监测系统硬件上采取 了良好的屏蔽措施、光电转换及光信号传输，可有 效的抑制干扰，准确提取 PD信号。针对周期性干扰：在硬件上选用检测变压器PD 的超宽频(UWF)和超高频(UHF)电流传感器(PD的 超高频特征、PD值定标、PD定位和超高频传感器)， 可有效地解决在线监测现场干扰问题。在软件上则 采用各种数学滤波的方法;对于脉冲型干扰可采用 模拟方法，在硬件上利用差动平衡电路和脉冲极性 鉴别电路消除干扰 ，对相位固定的周期性脉冲干 扰，在软件上可进行时域开窗消除;对于白噪干扰， 在软件开发中，小波理论的发展为抑制与分辨白噪 提供了有利的工具，利用由Donoho提出的阈值法 (基于小波变换限值 的去噪法 )能有效地从 白噪 中 提取 PD信号。综上所述，以软件方式处理干扰信 号，具体包括以下步骤：数学滤法(剔除周期性载波 干扰);小波变换 (滤除随机噪声);脉冲分类算法 (分离周期性脉冲);差动平衡(滤除外部放电脉冲干扰);电一声信号(相关映射处理)。目前， 应用电流传感器检测变压器局部放电尚 存在抑制干扰不理想等诸多问题 ，随着对 变压器局部放电研究的深入，各种硬件设 备性能的提高和软件的进一步开发，使局 部放电干扰问题很好地得到解决。http://www.whtlhgdq.com/product/