基于光纤传感器的变压器局放超声波法研究现状-中试控股

首页 > 新闻中心 > 服务支持<

新闻中心

服务支持

基于光纤传感器的变压器局放超声波法研究现状

时间：2020-08-09

电力变压器是发电厂和变电站的重要设备之一，在电力系统中承担着电压转换和电能分配调度的重要枢纽作用。我国电力系统近年来发展迅速，尤其1000kV特高压电网的大力建设，对变压器的容量、电压等级以及运行可靠性提出了越来越高的要求。电力变压器的可靠运行对保障整个电力系统的安全性、稳定性至关重要。

在实际生产运行中，运行经验和相关故障案例均表明，由绝缘水平降低引起的绝缘故障占比重最大，绝缘水平的高低成为影响变压器的可靠运行的重要因素。在变压器的设计和生产中无法避免会存在一些缺陷，如缝隙、气泡、悬浮导电质点和毛刺等，这些缺陷在变压器运行过程中，会造成绝缘体表面或内部出现区域性的电场畸变，使该区域电场强度高于平均电场强度，而这些区域的击穿场强低于平均击穿场强，就会导致产生放电，形成局部放电。局部放电的发展演变，会使变压器内部绝缘性能不断下降，且严重时可能引起匝间、层间短路故障。可见，局部放电已成为导致变压器绝缘性能降低的主要因素，同时也是绝缘劣化的主要表现形式和征兆。对局部放电采取实时、有效的监测手段，及时预防变压器绝缘水平下降，对电力系统的可靠性和经济性具有相当重要的意义。

局部放电产生时会辐射出电磁波、超声波等信号，电检测法如脉冲电流法、超高频法等是目前最普遍的局部放电检测手段，而诸如超声波法、气相色谱法、光测法等非电的检测方法也已被证明有效并发展了很长一段时间，积累了很丰富的知识体系，其中超声波法局部放电检测是一种对电力设备很重要的非破坏性检测手段。该方法不直接测量电信号，而是对超声振动进行检测，具有较强的抗电磁干扰能力，并且能够对局部放电进行准确定位，因此，超声波检测法在电力设备局部放电检测中，占有非常重要的地位。但是如何进一步提高超声检测的灵敏度和信噪比，提高局部放电检测和定位效果是本领域巫需解决的问题。

近年来，随着各学科的快速发展和学科间的交叉，光纤布喇格光栅（FiberBragg Grating，FBG）传感器发展迅速，可以有效的检测材料的应变、温度、甚至声压等。国内外学者还提出了基于FBG超声波传感的方法，相比较常规的压电（Piezoelectric transducers，PZT）超声传感器，FBG传感器具有体积小、灵敏度高、绝缘性能好、抗电磁干扰性能优异、受环境影响小等优势，得以逐渐取代传统的压电陶瓷传感器感知超声波，并且在结构健康监测方面得到了推广应用。在电气设备局部放电超声波的检测方面，光纤光栅传感器感知超声波技术，也具有很大应用潜力。