在變壓器制造過程中難免會(huì)出現(xiàn)一些局部缺陷,如氣泡、裂縫、電極毛刺和懸浮導(dǎo)電質(zhì)點(diǎn)等,這些缺陷會(huì)造成電場分布不均勻,從而形成極不均勻電場,進(jìn)而導(dǎo)致局部放電的產(chǎn)生,促使變壓器絕緣劣化。據(jù)統(tǒng)計(jì),變壓器發(fā)生的事故大多是由絕緣劣化造成的。 在局部放電產(chǎn)生的同時(shí),會(huì)伴隨著很多現(xiàn)象,例如光、電脈沖、超聲波、電磁波等,通過檢測這些現(xiàn)象可以間接檢測到局部放電并進(jìn)一步反映電介質(zhì)的絕緣狀況,進(jìn)而判斷缺陷類型,甚至預(yù)測電氣設(shè)備的絕緣壽命。因此,目前無論是研究機(jī)構(gòu)、制造廠商,還是電力系統(tǒng)運(yùn)行部門,都非常看重局部放電的檢測技術(shù)。
局部放電檢測則是發(fā)現(xiàn)電纜絕緣中缺陷,保障電纜安全正常運(yùn)行的重要手段。當(dāng)電纜絕緣內(nèi)部存在缺陷時(shí),會(huì)導(dǎo)致電纜內(nèi)部局部放電的發(fā)生。通過檢測電纜絕緣內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)所產(chǎn)生的聲、光、電信號(hào)及化學(xué)物質(zhì),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電纜局部放電的檢測和定位。 而測量局部放電最大的問題就是抗干擾問題,由電纜特性決定的局部放電頻率會(huì)被空間中許多的無線電干擾,導(dǎo)致不能夠最終確定是干擾信號(hào)還是局部放電信號(hào),只有確保抗干擾能力,才能提高試驗(yàn)水平。
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(hào),并且廣泛應(yīng)用于GIS。但因?yàn)镚IS結(jié)構(gòu)可對(duì)其產(chǎn)生影響,局放產(chǎn)生的電磁信號(hào)的波形與幅值等參數(shù)在其通過GIS傳播至UHF傳感器時(shí)發(fā)生變化,導(dǎo)致評(píng)估局部放電源信號(hào)的復(fù)雜性大大增加。因此,針對(duì)局放電磁波信號(hào)在GIS中傳輸特點(diǎn)的研究,對(duì)特高頻法十分有意義。GIS為同軸結(jié)構(gòu),信號(hào)傳輸特性與頻率密切相關(guān)。對(duì)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(hào)傳輸時(shí)應(yīng)看作分布參數(shù)的傳輸線,對(duì)微波則應(yīng)視為同軸波導(dǎo)。 據(jù)實(shí)驗(yàn)分析,局放信號(hào)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(hào)異常復(fù)雜。