局部放電測量技術的追溯、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

早在18世紀人們對局部放電就有了一定的認識。Lichtenberg的實驗研究成果在Gottingen皇家社團會議上進行發(fā)表，在伏特新設計的檢測儀的支持下他能夠看到奇怪的星形或圓形塵埃輪廓，在他們看來沿緣體表面的放電的現(xiàn)象可以用放電通道的塵埃輪廓代表。

1896年赫茲通過實驗證明了Maxwell在1783提出的電磁學假設，所證明的理論和實驗工作都成為了局部放電檢測設備設計和物理模型開發(fā)的基礎。

第一個用于局放測量的設備是SCHERING損耗系數(shù)橋，是1924年被用于局部放電試驗檢測中。1925年，SCHWAIGER認識到了冠狀放電的無線電頻率特性，這一發(fā)現(xiàn)是應用無線電干擾測量來評估冠狀放電噪聲級別的基礎。

電子示波器發(fā)明出來以后，局部放電試驗得到了實質性的發(fā)展。1928年，LLOYD和STARR演示了局放過程，利用兩對垂直的板子插入到BRAUN管中，一對板子由暫態(tài)試驗電壓控制，一對接電容器，這個電容器用來積聚冠狀充電能量，這個方法被稱為平行四邊形法，能對線和面布置的冠狀放電進行極好的寬帶測量，可以作為架空輸電線路的模擬試驗。

1928年，BYRSTLYN提出了一個簡單的等值電路用來評估局放損耗，1932年，他的"Funkenstrecke mit Vorkondensator"這一方法被GEMANT和PHILIPPOFF利用示波圖的技術進行了喜用研究，此方法可以解釋所加交流電電壓周期下的放電過程。

在早期，由于共振回路的窄帶放大器的應用，使靈敏局放探測器的研制得到了重要的發(fā)展。1954年，由MOLE設計的便攜式局放探測器投入商業(yè)運用。1970年，分析出了局放校準器的特征。

直到1980年，商業(yè)運用的局放探測器的測量頻率帶要低于1MHZ，第一個商業(yè)運用的寬頻率帶局放檢測器是由LEMKE博士制作，原理是基于寬頻前置放大局放脈沖的有功積分，寬頻前置放大器的上截止頻率在lOMHZ左右，在這一條件下，局放不僅能被探測到，而且還能被鎖定其位置，還有一點非常重要，在這一不尋常的測量原理下，能夠有效地濾除噪聲。

如今，若用一個高頻率范圍的源局放脈沖頻譜來進行局放識別，那優(yōu)勢無疑是明顯的，1966年，專業(yè)人士估計固體電介質空腔中的局放源脈沖的持續(xù)時間在十億分之幾秒之間，后來這一假設在1981年由FUJIMOTO和BOGGS的實際測量所證實。1982年，他們還證實了另一種假設，他們使用高達1Ghz的高速示波器技術。

使用特寬1GHZ的局放示波記錄左為樹狀，右為顆粒狀BOGGS和STONE1982。眾所周知，靈敏的局放測量有可能被電磁噪聲所干擾，所以，人們做了很多工作以濾除外部干擾噪聲，在1975年，脈沖識別系統(tǒng)用于噪聲環(huán)境下的局放測量被提出并實踐。在這以后，有更多的識別方法被采用，例如：平均值技術；交叉對比技術；基于有源、無源及自適應濾波器的濾波器技術；脈沖識別器技術及開窗技術。

電力變壓器局部放電的檢側設備、試驗方法、試驗標準等，隨著輸變電電壓等級的不斷提高，也在實踐中不斷的發(fā)展。隨著電磁學的進步，科學家對電氣設備局部放電試驗的方法也在不斷的更新，各種各樣的新研究、新技術被應用其中。根據(jù)電力設備局部放電產(chǎn)生的各種物理和化學現(xiàn)象不同，提出了電測法、光測法、聲測法等試驗方法。其中脈沖電流法被普遍使用與電力變壓器局部放電試驗中，尤其是變電站電力變壓器局部放電交接試驗中的定量測量中。

利用計算機，現(xiàn)在還發(fā)展了所謂的專家系統(tǒng)可以用于局放試驗的分析、統(tǒng)計和診斷中。此系統(tǒng)不僅能永久性、實時性的監(jiān)控變壓器的局部放電情況，提出預警信息，更能將所存數(shù)據(jù)直接通過本系統(tǒng)所帶的軟件進行分析、研究。今后，局部放電檢測的發(fā)展思路在CIGRE工作組的討論中有所闡述：

（1）要不斷地修訂現(xiàn)行的局部放電測量標準；
（2）研發(fā)更有實際效果的噪聲抑制產(chǎn)品，以利于將電磁干擾從局放過程中區(qū)分開來；
（3）加強電力設備在線檢測系統(tǒng)設備的研發(fā)，增強長期診斷檢測系統(tǒng)可靠性，比高壓設備檢測系統(tǒng)更可靠；
（4）進一步研發(fā)成熟、可靠地專家系統(tǒng)，包括多元數(shù)據(jù)，快速識別危險局方故障的同步處理系統(tǒng)；
（5）在高壓電力設備上設計超寬頻帶的連接器，發(fā)展更先進的局方傳感器，可以在運行狀態(tài)下獲取更多信息，進行實施監(jiān)控。

變壓器局部放電是一項非常復雜的研究課題，在增加HV儀器的可靠性，就需要現(xiàn)今的診斷工具，應在經(jīng)濟和可靠性方面合并考慮。