基于带电检测技术的变电检修方法研究

郑松竹

摘要：现如今，我国的电网规模的建设在不断的扩大，国家对电力设备的检修越来越重视，电力设备的检修任务越来越重，检修要求也越来越高。由于受到停电时间的限制和对供电可靠性的要求，电力设备的带电检测技术日益受到青睐。其中，变电设备的检修工作是整个电网检修任务中最为核心的部分，相应的带电检测技术在变电检修中的应用也成为了研究的重点。带电检测技术能够在不停电的情况下及时、准确地掌握设备的健康状态，提前发现设备潜在性隐患，对于维持电力系统安全稳定运行具有重要意义。以美国为代表的一些国家也在不断地对带电检测技术进行着深入研究。国家电网公司近年来也一直致力于带电检测技术的研究推广和应用。但是，目前使用的带电检测技术应用到变电检修工作的时候，都存在一定的局限性，技术应用存在盲目性。

关键词：带电检测；变电检修；研究

引言

随着状态检修的深入开展和科学技术的发展，带电检测技术能够在不停电的情况下反映电力设备某一方面的性能和状况，发现某一方面的缺陷。其中已经较成熟的技术有红外热成像技术、金属氧化物避雷器带电测试技术、油中溶解气体分析和SF6湿度测试等。本文中主要介绍我公司已开展或即将开展的相关带电检测技术和其在状态检修、实际生产中所扮演的角色。

1变电设备状态检修的意义

1）降低生产与维修成本。我国大多数变电站都采用定期检测设备的策略，不仅提高了设备的工作效率，而且保证了变电站的操作人员和技术人员的安全。但是，通过定期对电气设备的检修，给变电站带来了很多笔维修费用，继而影响变电站的经济效益。然而，设备状态检修不同于设备定期检修，它的检修模式是在设备在运行状态时进行检修的，可以更及时的发现设备所出现的问题、预测设备即将发生的问题，结合停电检修对发现的问题及时处理，避免出现大规模的电网事故，保证变电站发展顺利的同时，进一步降低生产与维修成本。

2）延长设备的使用寿命。电气设备状态检修，可以做到随时监控变电站设备的运行状态，同时记录变电站设备的数据指标，通过及时调整数据指标来保证变电站所有设备的安全。众所周知，每一台设备都有着固定的使用年限，然而，并不是所有的设备都能达到预期使用年限的要求，质量好的设备可以达到使用年限的要求，质量差的设备可能在预期使用年限内坏掉和彻底报废。如果变电站采用状态检修的方法，可以在很大程度上避免设备出现的安全问题，还可以提高设备的使用年限，节约采购设备的资金。

2带电检测技术的变电检修方法

2.1GIS超声波带电检测技术

GIS在出现局部放电缺陷时，激发超声波的两个主要原因分别是受力和受热。局部放电产生时，原本处于受力平衡的GIS介质中存在的杂质，由于电场力的突然消失而致使其发生振动，导致超声波的产生。同时，局部放电会产生热量，发热将会造成局部体积的变化，从而产生超声波。超声波在GIS设备中一般以以纵波、横波、表面波三种形式存在，在不同位置和不同介质中，超声波的形式各有不同。超声波在SF6气体中一般以纵波形式传播，通过GIS外壳时主要是以横波的形式存在，而表面波一般沿介质交接处的表面传播。超声波与其他形式的波相同，在传播过程中也会伴随着能量的衰减，因此以便对超声波信号的准确测量，通常需要加设信号放大模块对超声波信号进行采集。造成超声波出现衰减现象主要有三个因素，首先受距离因素影响，其次受传播介质的影响，除此之外，还要受到空间几何形状的影响。一般说来，距离信号源越近的地方，衰减越小，超声波信号越强，反之亦然。利用GIS超声波带电检测技术对GIS设备进行定期检测能够及时有效的发现悬浮放电、自由颗粒放点、尖端放电、机械振动等异常现象，通过及时分析与处理，对保障GIS设备的安全稳定运行有重要意义。

2.2 高频局部放电检测技术

1) 高频局部放电检测技术可以快速完成对 3～30MHz 频率信号的检测工作。 设备运行过程中如果出现放电现象，将会形成脉冲电流，之后将会出现电磁场。 此时，对高频检测装置进行应用，可以筹集脉冲波，再将收集到的脉冲波输入相应的检测装置。 接下来，检测装置能够自动处理收集到的信号，分离干扰信号和放电信号，消除噪音等各项因素造成的干扰，最终给出相应的判断结果。 相关实验结果表明，应用该项技术，获取的检测结果具有较高的可靠性。高频局部放电检测经常在复杂的环境下应用，检测工作的重点集中在电缆接头设备和电缆终端设备，利用该项技术能够有效发现电缆接头及电缆终端设备的常见局部放电故障，对电缆设备的稳定运行具有重要意义。

2.3红外热成像检测技术

设备在具体运行过程中势必会产生一定的热量，而在该过程中，通过对红外测温装置进行应用，可以实现对电力设备温度与分温度布规律的合理测试。 通过该方式，可以确定设备的具体运行情况，判断其是否出现了异常现象，然后依据判断结果，完成预见性的检测与维护。红外测温技术通常有一般检测和精确检测两种不同方式。一般检测是对设备进行大面积常规检扫，同时完成相应的检测工作，对检测装置和环境没有特殊要求。精确检测对于装置和环境有着较严格要求，必须在排除风速、辐射等因素影响的状况下完成相应检测。实际检测中，可以依据实际情况将两种方法合理结合。具体地，通过一般检测方法详细检查存在故障的设备，找到可疑点，确定最终范围，然后通过精确检测确定故障的严重性、类型、处理方式等。综合检测方法一方面可以有效缩短检测时间，另一方面能够快速发现故障，及时有效的对过热故障进行分析与处理，对维持电力系统的稳定运行具有重要意义。

2.4开关柜超声波检测技术

开关柜超声波检测技术的原理是在局部放电前，放电点周围的电场力、绝缘介质的机械应力和粒子力处于相对平衡状态。放电时，电荷的快速释放或迁移使得放电点周围的电场力出现变化，导致电场力、机械力和粒子力失去平衡，引起放电点周围的粒子出现振荡性的机械运动，从而产生声音或振动信号，而振动幅度或声音强度会有直接反映出电荷释放的多少，也就是放电量。但是振动或声音信号的传播过程也是有损耗的，传播途径的差异会导致超声波强度与放电强度之间呈现复杂的比例关系且传播介质的机械特性也会影响检测的有效性，跟暂态地电压一样，能间接反映局部放电的强度，可无法实际局部放电量的多少。所以，两种方法结合能更灵敏、有效地检测开关柜运行状态。

结语

综上所述，变电设备的检修具有一定特殊性与复杂性，电力供应的稳定性一直人们关注的问题，要提高供电的稳定性，就必须加强变电状态检修，只有不断细化状态检修，将电力设备的状态检修工作与运行相结合，不断发现问题，积极探究有效的处理方法，才能够保障变电运行稳定性，提升供电质量，为电力企业的可持续发展提供强大的推动力。

参考文献

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