【精彩论文】变压器套管局部放电射频信号在外部空间的分布特征

观点凝练

摘要：外置式局部放电射频检测方法适用于在运行的设备，目前已成为感知变压器与套管绝缘缺陷的重要手段之一。其检测灵敏度受到传感器安装位置与极化方向匹配的影响。为了提高外置式射频检测方法的灵敏度，研究了变压器油箱内局部放电电磁波经过套管传播至外部空间时射频信号的幅值分布特征。首先建立了套管下部局部放电电磁波的传播仿真模型；然后利用色度图展示了电磁波传播的动态过程；其次分析了套管外部典型部位的射频信号电场强度波形，以及电场强度的极化方向；最后开展了局部放电试验与射频信号测量，利用双锥天线测量结果验证了射频信号的幅值分布特征与极化特征。仿真结果表明：电磁波将以套管接地法兰、套管顶部为中心向外传播；利用双锥天线将在此2个部位附近测得较强的射频信号；当双锥天线极化方向与套管轴向平行时测得的射频信号最强。该结论对于提升变压器及套管局部放电射频检测灵敏度具有参考价值和工程意义。
结论：本文针对110 kV油纸绝缘套管开展了局部放电电磁波信号传播过程仿真分析与试验测试，重点讨论了在套管外部空间的信号幅值分布特征与典型观测点的电场分量极化方向，形成如下结论。

1）套管法兰与上瓷套连接处、电容芯子顶部是套管局部放电电磁波泄漏的主要部位；电磁波以此两处为中心，以球面波形式向套管外部空间散射传播。

2）由电容芯子顶部泄漏出的电磁波能量大于法兰处，因而在与套管顶部同高的部位获得的射频信号幅值最高，其次为法兰同高观测点，最低的是与油箱同高的部位。

3）在套管及变压器油箱外部空间测得的套管局部放电电磁波信号具有明显的线极化特征。当双锥天线的极化方向与套管轴向平行时，可测得较强的射频信号。

建议实测中在保证安全的前提条件下，利用线极化天线，并将其布置在与电容芯子顶部等高、距离较近的位置，以获得更高的灵敏度。如果条件受限，天线仅能放在地面上，应调整天线朝向，使其正对套管电容芯子顶部与法兰之间、极化方向与套管轴线垂直共面。

引文信息

黄辉, 杨智豪, 魏建国, 等. 变压器套管局部放电射频信号在外部空间的分布特征[J]. 中国电力, 2023, 56(4): 175-183.HUANG Hui, YANG Zhihao, WEI Jianguo, et al. Distribution characteristics of partial discharge radio frequency signal in transformer tank and bushing[J]. Electric Power, 2023, 56(4): 175-183.欢迎点击文后“阅读原文”跳转期刊官网，获取更多信息！

 往期回顾 

编辑：杨彪校对：于静茹审核：方彤

声明

根据国家版权局最新规定，纸媒、网站、微博、微信公众号转载、摘编《中国电力》编辑部的作品，转载时要包含本微信号名称、二维码等关键信息，在文首注明《中国电力》原创。个人请按本微信原文转发、分享。欢迎大家转载分享。