目前檢測變壓器放電故障的主要方法是測量局部放電水平,有脈沖電流局部放電量測量法(以下簡稱脈沖電流法)和超聲波局部放電測量法作為超聲波方法。脈沖電流法需要通過設備斷電時施加的電壓來檢測。雖然可以定量測量放電量來確定放電點的電氣位置,但無法確定放電點的空間位置,檢測必須是停電。發生。所以,對變壓器實施及時、在線的超聲波局部放電檢測,并配合其他絕緣檢測項目(如油色譜氣體分析、遠紅外測溫等)對變壓器的絕緣狀態進行分析和檢測變得越來越重要。及時確定絕緣缺陷的性質。
1.超聲波局部放電測試原理
絕緣介質的局部放電有兩種類型:氣泡內放電;高場強下的中擊穿。一些澆鑄和擠壓絕緣介質容易出現氣隙或氣泡。空氣的介電常數比固體介質小,場強與介電常數成反比。因此,介質中的氣隙或氣泡是局部放電的來源;當局部電場較高時,會在絕緣薄弱點引起介質擊穿。以上兩種局部放電往往同時發生或相互誘發。
當變壓器在試驗電壓(或工作電壓)下發生局部放電時,伴隨著電脈沖、超聲波、光、熱、化學變化等物理現象。只要變壓器內部存在局部放電,就必然會發生高頻電干擾,并將傳播到與其相連的所有電路。通過接收來自測試裝置的放電信號,可以定量檢測變壓器的局部放電連接到設備的終端。同時,只要有局部放電,在放電過程中,隨著放電的發生,伴隨著陣陣聲發射,產生超聲波,使介質迅速傳播到周圍介質中,超聲波安裝在變壓器油箱的外壁上。當信號轉換為電信號時,可以測量變壓器中的局部放電水平。這就是變壓器的超聲波局部放電測量方法。
當變壓器內部發生局部放電時,超聲波隨著聲能的釋放,在不同的介質(油紙、分離器、繞組、油等)中傳播。超聲波信號通過絕緣紙板或絕緣油等介質以一定的速度傳播到變壓器油箱外部,以球面波的形式傳播。超聲波穿過絕緣介質到達變壓器壁上的傳感器。有兩種方式:一種是直接傳播,即超聲波的縱波通過絕緣介質、變壓器油等到達油箱內壁,通過鋼板到達傳感器; 另一個通過縱波傳遞到油箱內壁,鋼板后緣根據橫波傳播到傳感器,為復合波。
雖然超聲波在鋼板中的傳播速度比在變壓器油中快得多,但超聲波在鋼板中的衰減較大,因此到達傳感器的直達波的幅度遠大于復合波的幅度。
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