在電力系統中,高壓電氣設備的絕緣狀態(tài)直接關(guān)系到該設備的運行狀況,甚至影響到整個(gè)電力系統的安全。一旦高壓電氣設備發(fā)生故障將會(huì )造成生產(chǎn)損失、高昂的維修費用,甚至是生命安全事故。在高壓輸變電站設備中,其電壓等級高于我們一般民用的電壓等級,一般10KV到75KV,甚至是1000KV范圍內。而且電壓等級越高由絕緣問(wèn)題引起的局部放電產(chǎn)生的可能性也就越大。經(jīng)統計,絕緣故障在整體故障中占75%左右。例如:變壓器突發(fā)短路時(shí),其砸間絕緣、主絕緣、以及相間絕緣等會(huì )受到破壞,受到破壞的絕緣材料其絕緣強度變差,在運行過(guò)程中會(huì )加速老化,老化的過(guò)程中極有可能產(chǎn)生局部放電,然后隨著(zhù)局部放電嚴重程度的發(fā)生,甚至會(huì )引起變壓器的著(zhù)火、爆炸,zui后失效造成上千萬(wàn)的經(jīng)濟損失。所以通過(guò)對高壓電氣設備的局部放電檢測試驗和耐壓試驗,使高壓電氣設備的局部放電控制在國家標準范圍之內,這就很大程度的保障了高壓電氣設備運行的穩定性、可靠性。
局部放電過(guò)程的電子高速位移激發(fā)周?chē)橘|(zhì)產(chǎn)生電磁波,同時(shí)激發(fā)質(zhì)子的振動(dòng)生成機械波,機械波產(chǎn)生聲波和超聲波。電子高速移動(dòng)同時(shí)會(huì )產(chǎn)生光,以及絕緣材料的分解物,比如說(shuō)油中的分解體,SF6中的分解液體。目前按測量的原理分為電測法和非電測法,其中電測法包括:脈沖電流法、RIV法(無(wú)線(xiàn)電干擾法)、特高頻法、暫態(tài)地電波法。非電測法包括:超聲波法、氣相色譜法、紫外線(xiàn)法等。按檢測的環(huán)境分為:在線(xiàn)和離線(xiàn)。其中在線(xiàn)包括:超聲波在線(xiàn)監測、特高頻在線(xiàn)監測、高頻法在線(xiàn)監測等。離線(xiàn)法包括zui常用的脈沖電流法和RIV法,當設備出廠(chǎng)前出現問(wèn)題時(shí),設備檢修需要用的超聲波法。比較這些方法而言,超聲波傳感器檢測具有檢測局部放電抗干擾性好、靈敏度高、價(jià)格相對便宜、可以定位和在線(xiàn)監測等特點(diǎn),所以目前在局部放電應用范圍內和高電壓檢測需求的范圍內,超聲波法檢測已經(jīng)非常普及常見(jiàn),單傳感器的質(zhì)量良莠不齊,需要一套標準的檢測手段和方法,以及一臺率的檢測設備來(lái)規范超聲波傳感器的性能。
局部放電超聲波傳感器技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越受到科研機構,國家電網(wǎng)公司,傳感器制造廠(chǎng)商的重視。由于超聲波信號的頻譜的非統一性,局部放電產(chǎn)生的超聲波的隨機性和可重復性差的特點(diǎn),所以統一的局部放電超聲波傳感器檢測規范、可溯源的校準方法和檢測裝置尚未*建立。這無(wú)疑限制了超聲波傳感器在GIS、變壓器、開(kāi)關(guān)柜等局部放電領(lǐng)域上的進(jìn)一步發(fā)展應用。