關(guān)于高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電在線監(jiān)測技術(shù)的探討

卜文馨

(咸陽師范學(xué)院，陜西 咸陽 712000)

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關(guān)于高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電在線監(jiān)測技術(shù)的探討

卜文馨

(咸陽師范學(xué)院，陜西 咸陽 712000)

摘要：伴隨電能需求量的日益增加，高壓設(shè)備的監(jiān)側(cè)與維護(hù)成為電力企業(yè)日常工作的重中之重，尤其是高壓設(shè)備局部放電維護(hù)。為提高高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電維護(hù)有效性，將在線監(jiān)側(cè)技術(shù)運(yùn)用到高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電的日常維護(hù)當(dāng)中勢在必行本文首先簡要概括了局部放電在線監(jiān)測技術(shù)的基本含義，然后從在線監(jiān)剛方案設(shè)計(jì)、在線監(jiān)測步驟和干擾信號的抑制三方面對高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電在線監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的探究。

關(guān)鍵詞：高壓設(shè)備；強(qiáng)電；局部放電；在線監(jiān)測技術(shù)

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，高壓電氣設(shè)備內(nèi)部或表面放電會(huì)導(dǎo)致其自身絕緣裝置逐漸老化，甚至發(fā)生短路或擊穿事故，從而給電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及高壓設(shè)備自身造成嚴(yán)重影響，給電力檢修人員的生命安全構(gòu)成威脅。在線監(jiān)測技術(shù)在高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電維護(hù)中的運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)對高壓設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及放電情況的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，對高壓設(shè)備出現(xiàn)的異常放電或故障進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)與分析，對高壓設(shè)備放電維護(hù)具有重要的作用。

1局部放電在線監(jiān)測技術(shù)基本含義

在電力企業(yè)高壓電氣設(shè)備日常運(yùn)行與維護(hù)過程中，局部放電指的是由于高壓設(shè)備自身絕緣層老化、內(nèi)部存在縫隙等缺陷，而使其在傳輸電壓電流時(shí)容易在設(shè)備表面出現(xiàn)電荷集聚現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致高壓設(shè)備局部放電現(xiàn)象發(fā)生。對于一般的電力企業(yè)而言，其電氣設(shè)備日常傳輸?shù)碾妷壕鶠楦邏?，因而其表面積聚的電荷往往非常巨大，所形成的局部放電也多為強(qiáng)電。一旦電氣設(shè)備發(fā)生局部高壓放電，就很可能會(huì)給設(shè)備自身及其他設(shè)備的工作性能、運(yùn)行狀態(tài)、使用壽命等帶來不利影響，既增加了電力企業(yè)的生產(chǎn)成本，又造成了設(shè)備維修與更換費(fèi)用的不必要浪費(fèi)。因此，必須采用在線監(jiān)測技術(shù)對高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。

2高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電在線監(jiān)測技術(shù)基本內(nèi)容

2.1局部放電在線監(jiān)測技術(shù)的基本原理與方案設(shè)計(jì)

現(xiàn)階段，對于高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電主要針對的是設(shè)備表面或內(nèi)部絕緣層的局部高壓放電，因而局部放電在線監(jiān)測一般多指高壓設(shè)備絕緣層的局部放電在線監(jiān)測。高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電在線監(jiān)測實(shí)現(xiàn)的基本原理是局部放電的原理與特點(diǎn)。當(dāng)高壓電氣設(shè)備發(fā)生強(qiáng)電局部放電時(shí)，變壓器內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生超聲波、電輻射、光、電脈沖等，容易造成變壓器內(nèi)部溫度過高，導(dǎo)致變壓器燒毀現(xiàn)象發(fā)生。如果局部放電是發(fā)生在油中，那么放電的同時(shí)還會(huì)伴隨有氣體的產(chǎn)生，從而增加能量損耗。為實(shí)現(xiàn)對局部放電全方位準(zhǔn)確的監(jiān)測，超聲波測量、電輻射測量、聲光信號檢測、電脈沖測量、紅外線測量、超高頻測量等許多與局部放電有關(guān)的檢測方法應(yīng)運(yùn)而生。這些方法對高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電的檢測有直接檢測和間接檢測兩種形式。根據(jù)局部放電特點(diǎn)與原理，以及在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求.本文決定采用定位精度高、抗干擾性強(qiáng)的超聲波定位法對高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

2.2局部放電在線監(jiān)測基本步驟

利用超聲波定位法對高壓設(shè)備局部放電在線監(jiān)測的基本步驟大致如下:首先，利用系統(tǒng)傳感器對電氣設(shè)一備局部放電位置發(fā)出的超聲波信號進(jìn)行采集與濾波處理，利用雙轉(zhuǎn)換器將模擬超聲波信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。然后，對轉(zhuǎn)換后的超聲波信號進(jìn)行模式識別，以判斷出設(shè)備局部放電量的大小與類型;同時(shí)對轉(zhuǎn)換后的超聲波信號進(jìn)行延時(shí)計(jì)算，對超聲波信號到達(dá)各傳感器之間的時(shí)間差及各傳感器的空間坐標(biāo)進(jìn)行求解。最后，依據(jù)求出的傳感器空間坐標(biāo)與超聲波信號到達(dá)各傳感器之間的時(shí)間差來對高壓設(shè)備局部放電點(diǎn)的具體位置進(jìn)行準(zhǔn)確定位.再借助計(jì)算機(jī)、圖像處理軟件將放電點(diǎn)的具體位置以三維立體形式顯現(xiàn)在高壓設(shè)備相應(yīng)的模型之中，最終完成對高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電的在線監(jiān)測。

2.3干擾信號的抑制

高壓電氣設(shè)備發(fā)生局部放電時(shí)，往往伴隨有噪聲干擾，加之一些其他不確定因素，很容易對在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測效果產(chǎn)生影響。所以，在局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)對高壓設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測時(shí)，為防止干擾信號和噪聲對監(jiān)測效果產(chǎn)生影響，就需要采取必要的干擾信號與噪聲抑制措施。一般情況下，高壓設(shè)備局部放電干擾信號的來源主要有變頻設(shè)備、逆變設(shè)備、整流設(shè)備，整個(gè)電網(wǎng)中的全部變壓器，較大型單相電力電子裝置，高新技術(shù)中的元器件等。這些設(shè)備、裝置和元器件在高壓設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過程中都有可能發(fā)生局部放電，產(chǎn)生諧波電壓電流等干擾信號，進(jìn)而對傳感器與線路工作性能產(chǎn)生干擾，加快電氣設(shè)備絕緣層老化，增加電力設(shè)備損耗，降低設(shè)備運(yùn)行效率，縮短設(shè)備使用壽命。除了諧波電流這一干擾信號外，還有電磁輻射干擾、電源干擾等一些其他類型的干擾信號。

要想有效防止干擾信號對高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電在線監(jiān)測的干擾，首先就需要對干擾信號的類型進(jìn)行區(qū)別，然后在此基礎(chǔ)上制定有針對性的抑制措施。目前，較為有效的一種抑制方法就是提高試驗(yàn)人員對局部放電干擾信號波形及其之間的區(qū)別能力，并相對全面準(zhǔn)確的掌握高壓設(shè)備局部放電的特征與電壓電流和時(shí)間規(guī)律等有關(guān)內(nèi)容，尤其是局部放電的電壓相位特征和電氣設(shè)備局部放電效應(yīng)。局部放電電壓相位特征是指造成高壓設(shè)備局部放電電荷的趨向性。通常而言，許多高壓設(shè)備絕緣層發(fā)生局部放電時(shí)，放電電壓的相位與零位都具有一定的特征，而許多局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)就是利用這一特征來實(shí)現(xiàn)對高壓設(shè)備局部放電位置的監(jiān)測與定位。局部放電效應(yīng)是指電壓效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)，即局部放電電壓會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化，即高壓設(shè)備局部放電往往會(huì)隨著時(shí)間而呈現(xiàn)出某種共有的特征。利用這一點(diǎn)，也可以達(dá)到較好的在線監(jiān)測效果。

3結(jié)語

綜上所述，局部放電在線監(jiān)測技術(shù)在電力企業(yè)高壓電氣設(shè)備日常運(yùn)行過程中發(fā)揮著極其重要的作用，它可以對設(shè)備的局部高壓放電類型與大小進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測、定位與識別，從而保障電氣設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行，保障整個(gè)電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。但隨著技術(shù)的不斷更新，高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電在線監(jiān)測技術(shù)還需與時(shí)俱進(jìn)，在放電點(diǎn)位置定位、類型識別、干擾型號識別與抑制方面進(jìn)行不斷加強(qiáng)。

作者簡介：卜文馨(1992.06-)男，漢族，陜西延安人。本科學(xué)歷，咸陽師范學(xué)院物理與電子工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)。

中圖分類號：TM8

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1671-1602(2016)14-0022-01