電網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中多技術(shù)聯(lián)合狀態(tài)檢測(cè)的應(yīng)用

丁頌群

摘 要：文章對(duì)電網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的必要性及常用檢測(cè)技術(shù)的原理、適用范圍，并結(jié)合實(shí)際案例，探討多技術(shù)聯(lián)合狀態(tài)檢測(cè)方法的實(shí)踐應(yīng)用，旨在聯(lián)合多種檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提升狀態(tài)檢測(cè)的準(zhǔn)確性、減少檢修成本。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)設(shè)備；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)；超聲波技術(shù)；狀態(tài)檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TM721 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）12-0041-02

電力是當(dāng)前社會(huì)的主要能源，供電質(zhì)量對(duì)社會(huì)生產(chǎn)和人們的生活質(zhì)量具有重要影響。隨著人們生活水平的不斷提升，傳統(tǒng)的定期停電檢修模式已經(jīng)不能滿足人們對(duì)于供電質(zhì)量的需求[1]。現(xiàn)在多采用現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)下的電力設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，從而提高設(shè)備的可靠性，確保供電質(zhì)量。所謂現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)，是指在不停電的狀態(tài)下完成對(duì)電力設(shè)備的檢測(cè)。目前常見的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)包括特高頻、高頻、紅外線、超聲波、色譜分析等。不同檢測(cè)技術(shù)側(cè)重點(diǎn)不同，在設(shè)備檢測(cè)中，聯(lián)合應(yīng)用多種技術(shù)，不僅能夠提升檢測(cè)效率，還能簡(jiǎn)化工作流程，提高工作效率。

1 電網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的必要性

由于電網(wǎng)設(shè)備長(zhǎng)期在高溫、磁場(chǎng)等特殊環(huán)境中持續(xù)運(yùn)行，很容易出現(xiàn)設(shè)備老化、磨損等問題，影響設(shè)備性能。例如，有一部分設(shè)備的絕緣材料由于高溫作用，內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，大大降低了絕緣性能，最終導(dǎo)致電力事故的發(fā)生；一部分設(shè)備在露天環(huán)境下工作，受到外界污染物不斷侵蝕，很容易導(dǎo)致設(shè)備表面出現(xiàn)腐蝕，引發(fā)放電事故；還有一部分設(shè)備內(nèi)的導(dǎo)電材料在長(zhǎng)期熱負(fù)荷的作用下會(huì)發(fā)生大面積氧化，使設(shè)備的性能下降。由于這些過程都是緩慢發(fā)生的，設(shè)備使用時(shí)間越長(zhǎng)，其性能下降速度越快，越容易發(fā)生電力故障，影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，有必要對(duì)電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)了解設(shè)備的性能，才能確保供電質(zhì)量，減少事故的發(fā)生[2]。通常來講，電網(wǎng)設(shè)備的檢測(cè)工作都是在電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行的，這樣不僅能更直觀的了解設(shè)備運(yùn)行情況，還不會(huì)影響供電質(zhì)量。

2 常見狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)分析

2.1 特高頻檢測(cè)技術(shù)

此技術(shù)常被應(yīng)用到GIS類的電力設(shè)備檢測(cè)中。這是因?yàn)镚IS類設(shè)備的各種形式放電現(xiàn)象（例如雜質(zhì)粒子放電、電暈、環(huán)氧樹脂內(nèi)部氣隙放電等）持續(xù)時(shí)間都很短，其脈沖電流甚至可以達(dá)到ns級(jí)，產(chǎn)生大量的特高頻電磁信號(hào)，這些電磁信號(hào)會(huì)在設(shè)備的介質(zhì)中勻速傳播。特高頻檢測(cè)技術(shù)就是利用最小光程差原理，測(cè)定這些電磁信號(hào)到達(dá)不同測(cè)點(diǎn)的時(shí)延，確定放電位置。然而，由于電力設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電磁信號(hào)傳播過程中也會(huì)出現(xiàn)衰減現(xiàn)象，需要根據(jù)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況綜合分析[3]。

2.2 高頻檢測(cè)技術(shù)

高頻檢測(cè)技術(shù)一般用來檢測(cè)頻帶在幾百赫茲到幾十赫茲之間的電磁信號(hào)，目前多用在高壓電纜以及電容設(shè)備的狀態(tài)檢測(cè)中。高頻檢測(cè)技術(shù)利用HFCT（高頻電流傳感器）從需檢測(cè)設(shè)備中提取信號(hào)，然后采用濾波、信號(hào)特征提取、頻譜分析等技術(shù)去除信號(hào)中的噪聲，從而識(shí)別放電類型，找出設(shè)備存在問題[4]。

2.3 紅外測(cè)溫技術(shù)

此技術(shù)多應(yīng)用在電力設(shè)備絕緣故障的檢測(cè)中。紅外測(cè)溫技術(shù)能夠測(cè)定電力設(shè)備內(nèi)部絕緣介質(zhì)的溫度分布情況，從而發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備的絕緣故障。

2.4 超聲波檢測(cè)技術(shù)

一般來講，正常的機(jī)械振動(dòng)與電磁振動(dòng)的頻率都不會(huì)超過10 kHz，超聲波檢測(cè)技術(shù)主要對(duì)頻率超過20 kHz的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，可以避免外部因素的干擾，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確檢測(cè)。其具體檢測(cè)方法是：將傳感器鐵道需檢測(cè)設(shè)備表面，收集設(shè)備的放電信號(hào)，然后通過放大、濾波、檢波等技術(shù)，對(duì)收集到的信號(hào)進(jìn)行分析，判斷電力設(shè)備是否發(fā)生局部放電問題[5]。然而由于超聲波檢測(cè)是用探頭收集設(shè)備表面的放電信號(hào)，這些信號(hào)經(jīng)過絕緣介質(zhì)到達(dá)表面后會(huì)嚴(yán)重衰減，只適合檢測(cè)局部放電現(xiàn)象較為嚴(yán)重的電力設(shè)備。

2.5 化學(xué)檢測(cè)法

一些電力設(shè)備（例如GIS設(shè)備和SF6斷路器）發(fā)生局部放電時(shí)，產(chǎn)生的電量會(huì)促使SF6氣體發(fā)生分解，產(chǎn)生SF4、HF、SO2等氣體。采用化學(xué)分析方法對(duì)這些氣體設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，也可以檢測(cè)出電力設(shè)備內(nèi)部是否發(fā)生局部放電[6]。

此外，也可以通過對(duì)設(shè)備中油樣的色譜檢測(cè)，了解電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

3 多技術(shù)聯(lián)合狀態(tài)檢測(cè)的實(shí)踐應(yīng)用

3.1 紅外熱像技術(shù)與化學(xué)檢測(cè)法聯(lián)用

2013年4月份的某天下午，在對(duì)某變電站進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)時(shí)，紅外測(cè)溫時(shí)發(fā)現(xiàn)530電流互感器C相膨脹器與本體連接處熱點(diǎn)溫度為58.2 ℃，A，B兩相均為18 ℃。次日采用化學(xué)檢測(cè)法對(duì)設(shè)備油樣進(jìn)行色譜檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)油樣中氫氣與乙炔含量嚴(yán)重超標(biāo)。繼續(xù)使用紅外熱像技術(shù)對(duì)電流互感器進(jìn)行檢測(cè)，其C相膨脹器與本體連接處熱點(diǎn)溫度已達(dá)到95 ℃，如圖1所示，A，B兩相也升高到35 ℃。由此判定電力系統(tǒng)存在危險(xiǎn)隱患，需要立即停電處理。

停電后對(duì)互感器C相進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)（測(cè)試內(nèi)容包括直流電阻、絕緣電阻、高壓介損等），檢測(cè)結(jié)果顯示：電力互感器2組一次繞組存在嚴(yán)重灼燒痕跡，且處于松動(dòng)狀態(tài)。將此處進(jìn)行加固處理后測(cè)量一次繞組的直流電阻值，測(cè)量結(jié)果為99 μΩ。結(jié)合紅外測(cè)量結(jié)果與色譜檢測(cè)結(jié)果，判定此次故障原因?yàn)橐淮卫@組出螺絲松動(dòng)，導(dǎo)致電阻過大，導(dǎo)致設(shè)備過熱。

3.2 特高頻、高頻、超聲波檢測(cè)技術(shù)聯(lián)用

案例一：在2010年某天，采用高頻檢測(cè)技術(shù)對(duì)變壓器進(jìn)行局部放電檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)變壓器110 kV側(cè)C相的信號(hào)幅值高達(dá)2 V，A相與B相的最大幅值也高達(dá)0.8 V、0.9 V。由于三相都具有明顯的放電特征，且C相最高，初步判定C相出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象。繼續(xù)采用特高頻法和超聲波法對(duì)變壓器檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果與最開始基本一致。隨后使用超聲波技術(shù)對(duì)變壓器的本體和電纜倉(cāng)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示：變壓器本體、A相、B相電纜倉(cāng)處皆無超聲波信號(hào)。最后對(duì)C相進(jìn)行詳細(xì)檢測(cè)，布置6個(gè)超聲波探頭立體定位，最終確定放電位置。

在本次狀態(tài)檢測(cè)中，充分利用了特高頻技術(shù)、高頻技術(shù)、超聲波技術(shù)的特點(diǎn)，通過數(shù)據(jù)分析初步確定放電部位，并利用超聲波技術(shù)立體定位，找出放電的具體部位。

案例二：2013年某天，采用特高頻技術(shù)對(duì)某220 kV變電站進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)主變110 kVB相電纜終端存在高頻局部放電信號(hào)。隨后采用超聲波技術(shù)對(duì)此處進(jìn)行定位檢測(cè)，確發(fā)現(xiàn)放電部位處在尾管中部外側(cè)。停電后對(duì)變壓器進(jìn)行解體檢查，確定放電部位處在電纜終端應(yīng)力錐上。進(jìn)一步采用超聲波技術(shù)對(duì)放電部位進(jìn)行定位，最終找出具體的放電位置，將應(yīng)力錐拆下以后，在此處發(fā)現(xiàn)三處放電痕跡。

4 結(jié) 語(yǔ)

電網(wǎng)設(shè)備對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有決定性影響。做好電力設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作，不僅是確保供電質(zhì)量的需求，也是減少檢修成本的重要途徑。電力工作者應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化自身的技術(shù)水平，充分了解各種檢測(cè)技術(shù)的適用范圍，合理選擇檢測(cè)技術(shù)，才能安全、快速、有效的完成電力設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工作。

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