应用于电力行业局部放电检测的各类传感器

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1、目录浅谈应用在电力行业局部放电检测中的传感器21引言21.1在线监测与状态维修的意义21.2传感器技术促进在线监测技术的发展31.3在线监测技术在我国的基本应用情况41.4局部放电监测42超声传感器52.1超声传感器（ultrasonicsensor）的简介与原理52.2超声波传感器在局部放电故障监测中的应用82.2.1变压器局部放电超声定位92.2.2真空开关真空度超声检测102.2.3电力变压器绕组变形的超声检测103红外传感器技术123.1红外传感器的分类与原理123.2红外传感器应用于高压电力设备温度的测量144气体传感器164.1气体传感器的分类与原理164.2新型燃料电池

2、气体传感器在油中气体监测的应用185光学传感器225.1光纤传感器的分类与原理225.2光纤传感器在局部放电监测中的应用226.参考文献22浅谈应用在电力行业局部放电检测中的传感器1引言1.1在线监测与状态维修的意义电气设备是组成电力系统的基本元件，是保证供电可靠性的基础。无论是大型关键设备如发电机、变压器，还是小型设备如电力电容器、绝缘子等，一旦发生失效，必将引起局部甚至全部地区的停电。大量资料表明，导致设备失效的主要原因是其绝缘性能的劣化[1]。例如我国1984-1986年，110kv及以上等级电力变压器事故的统计分析表明，由于绝缘劣化引起的事故的台次占总事故台次的68%和总事故

3、容量的74%。而1990年的统计分别为76%和65%。1971-1974年，我国6kv及以上的电机事故的统计分析表明，绝缘损坏事故占事故总台次的66%。1980年，电力部对36台故障电流传感器进行分析，结果是绝缘事故占92%。1990年，全国110kv及以上等级互感器中，绝缘故障占总事故台次的55%。国外的统计结果也类似。例如，北美电力系统曾因绝缘故障引起至少三个电力局的230kv电流互感器爆炸。对美国某4.8kv配电系统在1980-1989年失效电容器的统计分析表明，其中92%是因绝缘劣化引起失效等等事故。由以上论述可见，电气设备的多数故障时绝缘性故障。不仅是电应力作用引起绝缘劣化

4、，导致绝缘故障，而且机械力或热的作用，或者和电场的共同作用，最终页会发展为绝缘性故障。例如，变压器短路故障产生的巨大电磁力会引起绕组变形，也使绝缘受损伤而导致发生匝间击穿；变压器内部过热可导致油温上升，使绝缘过热而发生裂解，最后发展为放电性绝缘故障。电力设备，特别是大型设备故障会造成巨大的经济损失。有些非大型设备虽自身价值不昂贵，但故障后果严重，例如，以往互感器、电容器、避雷器常因绝缘故障发生爆炸和起火，不仅会波及临近设备，且由于故障的突发性，会因爆炸而造成人员伤亡。鉴于绝缘故障在故障检测中所占得比重及后果的严重性，电力运行部门历来十分重视电气设备的绝缘监督，并规定每年春天对设备进行

5、一次全面的绝缘性能检查。对电气设备进行绝缘监督的主要手段，以往是一直采用定期进行绝缘预防性试验，即根据电力部所颁发的《电力设备预防性试验规程》，对不同设备所规定的项目和相应的试验周期，定期在停电状态下进行绝缘预防性试验。这无疑在预防设备事故的发生，保证供电安全可靠方面，起着很好的作用，但是长期工作经验表明，这样一个维修体系有着一定得局限性。从经济学角度来看，定期试验和大修均需停电，不仅会造成很大的直接和间接的经济损失，而且增加了工作安排的难度。加以定期大修和更换部件也需要投资，而这种投资是否必要尚不好确定。因为设备的实际状态可能完全不必作任何维修，而仍能够继续长时间运行。若维修水品不

6、高，反而可能使设备维修越坏，从而产生新的经济损失。其次，虽然绝缘的劣化和缺陷的发展是有统计特性的，绝缘劣化发展速度有快有慢，但总有一定的潜伏和发展时间。20世纪70年代以来，随着世界上装机容量的迅速增长，对供电可靠性的要求越来越高。考虑到原有预防性维修体系的局限性，为降低停电和维修费用，提出预知性维修和状态维修这一新概念。气具体内容是对运行中的电力设备的绝缘状况进行连续的在线监测，随时获得能反映绝缘状况的信息。在进行分析处理后，对设备的绝缘状况作出诊断，并根据诊断的结论安排必要的维修，也即是做到有的放矢进行维修。故状态维修应包括三个步骤，即在线监测---分析诊断----预知性维修。状

7、态维修有以下优点：1）可更有效的使用设备，提高设备的利用率2）降低维修费用3）有目标的进行维修，可以提高维修水平，使设备运行更安全可靠4）可系统地对设备制造部门反馈设备的质量信息，用以提高产品的可靠性1.2传感器技术促进在线监测技术的发展传感器技术是信息获取科学与技术的核心技术[2]。信息获取科学与技术又是构成信息技术的三大支柱之一，是信息的源头和基础。但是传感器技术，现在又是信息技术发展的瓶颈，仍然是拖后腿的角色。信息获取技术（传感/监测技术）大大落后于