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文章主要闡述油浸式的電壓絕緣器中檢測技術的發展現狀以及今后的發展趨勢，而且對油中溶解氣體以及局部放電在線監測的技術以及原理進行具體分析。提出一項電力變壓器絕緣故障診斷以及絕緣監測的思路。以在線油色譜的分析儀為基礎，分別檢測六種故障產生氣體的含量以及產氣效率，從而更好的實現故障的局部定位。這樣可以有效提高變壓器故障診斷的正確性以及在線監測的準確性。
1 前言
在電力系統中，變壓器非常重要，也是非常昂貴的設備。其主要實現電能的分配、電壓的轉化以及轉移的作用。電力系統安全與否、供電性能是否可靠、運行是否經濟與變壓器有著直接的關系。所以，變壓器的正常運行對整個電力系統而言非常重要。但是因為變壓器常處于不停歇工作的狀態，所以無法避免故障的產生。導致變壓器出現事故的原因很多，其中包括變壓器在安裝、維護、檢修時，沒有嚴格按照相關要求，導致變壓器存在一定的缺陷，存在嚴重的故障隱患;自然災害也是導致變壓器發生故障及事故的重要原因;因為變壓器長期處于運行的狀態，所以其組成材質逐漸劣化，為事故的發生埋下隱患，已經成為導致變壓器出現故障的主要原因。因為無法避免變壓器故障的出現，對其故障實現早期預測以及準確的診斷非常重要，也具有較強的實用性。所以，在線監測變壓器、及時了解變壓器的設備以及運行狀態是電力工作人員追求的工作目標。目前，按照油中氣體溶解的情況，采用氣相色譜分析的方法以及預防性試驗的產生結果來判斷變壓器的運行情況，有效的防止了變壓器出現事故的幾率。但是此類方法也有一定的缺陷，因例行試驗需要定期執行，沒有考慮到相關設備的實際運行情況，極有可能產生不必要停機以及維修過多的情況，發現缺陷的時間也不及時。如果在電壓運行的狀態下，試驗及校驗高壓設備的各種情況，可以有效提高實驗的靈敏性、及時性以及真實性，此為在線監測特有的優勢。油化驗或者預防性實驗與在線監測相比，前者的實驗數據較少，而后者的實驗數據比較多，因此，可以很好的統計各種數據，減少因數據較少而產生的誤差，提高判斷設備是否出現故障的準確性。如果在預防性的試驗中加入在線監測，將會在眾多方面優化預防性的不足之處。將兩者相互結合，有效減少變壓器故障發生的可能，促使電網的高效、可靠的運行。所以，在線監測的方法使用到變壓器的檢測中十分必要，可以有效的避免各項事故的產生。
變壓器狀態監測系統構架如圖1所示
目前國內外使用或研究中的變壓器絕緣在線監測方法有如下幾種：變壓器局部放電的在線監測;變壓器油中溶解氣體的在線監測;變壓器鐵芯多點接地的在線監測;變壓器過電壓的在線監測;變壓器油中微量水分的在線監測;變壓器內部溫度的在線監測;變壓器絕緣老化程度的在線監測。
在線監測油浸電力變壓器的方法主要有兩種，分別是在線監測局部放電以及油中溶解的氣體。下面，本文將詳細介紹這兩種監測方法。
2 局部放電的在線監測
固體絕緣中，經常出現兩種故障，分別是局部損傷與氣隙故障。這兩種缺陷產生的主要原因是在設備運行的過程中，因自然環境、機械應力等方面的影響，絕緣結構出現裂縫、破壞、分解以及老化等問題。除此之外，還有一些缺陷是在制造的過程中，存在未除凈的問題。這一系列的缺陷都是導致變壓器出現局部放電的因素。主要原因是當某些部位存在缺陷，那么其電場分布比較集中，當外部施加的電壓達到一定程度以后，而電場強度沒有達到足夠的要求，大于該物質的游離電場強度，那么游離放電就會在此處產生，這就是局部放電。
2.1 局部放電對變壓器絕緣的危害
在變壓器的運行中，如果出現局部放電的現象，那么將會產生嚴重危害。產生破壞作用的主要因素有四方面。分別是帶電微粒轟擊、熱力的作用、輻射線以及沖擊波的作用、局部放電伴隨化學物質的產生等。
如果變壓器在運行時產生局部放電的現象，那么放電的位置將會出現高溫，很容易導致固體出現絕緣化的現象，影響著絕緣材料以及有機物的使用壽命，還可能導致絕緣油出現劣化的現象。放電處因化學反應而產生各種氣體，腐蝕著絕緣材料，破壞結緣結構，造成絕緣材料受到損傷。因此，變壓器采用在線監測局部放電的故障，可以將絕緣材料的發展趨勢以及絕緣情況清晰的反應出來。
2.2 變壓器局部放電的測量方法
變壓器局部放電的測量主要是按照生產需要而開始執行的。分析變壓器被擊穿的現象發現，很多原因都與局部放電有關，所以變壓器在出廠之前，要對其局部放電進行測量。測量變壓器的局部電壓主要有電測法以及非電測法兩種類型。
非電測法是利用局部放電產生的各種非電信息來測定局部放電的方法，主要有：超聲波法;測光法;測分解或生成物法。
電測法是根據局部放電產生的各種信息來測量的方法，主要有：脈沖電流法;無線電干擾法;放電能量法。
由上述發現，變壓器在線監測局部放電的方法有超聲波法與脈沖電流法兩種。超聲波法具有較強的抗電磁性，而靈敏度能力較弱，而且鐵芯電磁振動以及機構振動會產生一定的干擾。脈沖電流法具有較高的靈敏度，但是其在抗干擾的能力方面存在欠缺。
3 變壓器油中溶解氣體的在線監測
當前，判斷變壓器等設備安全隱患的方法通常采用氣相色譜法。但是這種方法人工操作性較差，作業程序較為復雜，而且很難發現兩次實驗間的缺陷。就測量局部放電而言，采用色譜分析的方法具有較強的抗干擾能力。所以，當前學者對變壓器油中的診斷以及在線分析非常重視。
3.1 變壓器油在線監測的原理
變壓器潛伏性的故障共有兩類，分別是電性故障與熱性故障。電性故障主要指的是局部放電以及電弧放電，熱性故障指的是局部短路、鐵芯與多點接觸而導致局部過熱。不論是何種故障方式，或者是絕緣介質出現老化現象，都將會造成絕緣介質出現劣解，并伴隨多種氣體產生。采用油氣相色譜分析法，可以準確的定量檢測劣解出來的氣體，還可以反應出變壓器絕緣介質的老化情況以及故障。分析溶解氣體可以反應出變壓器內部所潛伏的障礙，而且故障的能量與油中溶解氣體有著直接的關系。
3.2 變壓器油在線監測的氣體檢測方法
當從油中分離出氣體后，有兩大類方法對分離出的氣體進行定量檢測。
一類是利用色譜柱把不同的氣體進行分離，然后用傳感器檢測，運用此方法可檢測的氣體有CO、CH4、C2H4等氣體。一方面，此方法具有非常復雜的監測原理，還要定期跟換檢測中的氣體分離柱，后期維護工作很繁雜。另一方面，氣體分離柱具有吸附氣體的性質，這將會影響到整個檢測系統的靈敏度，在檢測時，對氣體傳感器的要求很高，尤其是檢測C2H2所用的傳感器。
另一類不需要利用色譜柱，僅需要對某種氣體敏感的傳感器進行檢測，然后根據氣體傳感器的使用情況對其進行分析。運用此方法可檢測的氣體有：H2、CO、CH4、C2H2、C2H4、C2H6。雖然這類裝置對傳感器的要求較高，但是系統的結構較為簡單，而且后期的維護工作也較少。
總而言之，都加大了對油浸電力設備采取氣體色譜分析診斷的設備以及自定檢測的方法的研究力度。某些研究產品已經投入到實際使用中。研究此類問題的關鍵是如果在運行現場中簡便的脫出油中的氣體以及采取何種方法測量氣體的數量。
3.3 變壓器油中溶解氣體在線監測裝置的基本功能
當前的在線監測設備都是建立在計算機與通訊的基礎上，需要得到計算機與通訊的科學技術。因此在線的檢測系統都擁有先進的數據處理功能、及時的報警功能及信息數據的長距離傳輸功能。在變壓油體系中，氣體進行溶解時，系統都可以顯示出被測氣體濃度的變化及進行信息數據的儲存。同時，氣體的密度達到一定界限時，能夠及時的給予預警提示，向相關部門提供數據的傳送，還能與專家系統進行合作斬斷系統問題。
3.4 變壓器中氣體的勘查設備
在整個體系中，變壓器是依據油循環進行勘查。一般從油箱中進行油樣品的選擇，然后實施脫氣處理，將油樣品重新傳遞到變壓器設備中。由此可以看出取油流程、回油準確性的重要性。在系統運行中，從變壓器的中間位置進行油樣的提取，可以保障油樣品的質量。
4 結束語
當前，檢測變壓器運行狀況的兩種主要方法是在線監測局部放電及在線分析油內溶解的氣體兩種方法。對于分析油中氣體而言，部分學者認為只需要對2進行檢測，如果出現異常，接著采取色譜分析。也有部分學者認為連續檢測油中的各種氣體。以上兩種方法支出的成本以及產生的效益只有通過統計、分析才能得出終的結論。目前，在線分析儀在監測多種氣體成分方面有很大的進步。主要追求的目標是在運行中以簡便的方式將氣體從油中脫出，采取的方法檢測其中氣體的含量。
