帶電檢測技術(shù)在內(nèi)蒙古電網(wǎng)中的應(yīng)用分析

靳虎+李秀旗

摘 要：電網(wǎng)設(shè)備檢修管理模式分為以檢修周期為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)檢修方式和狀態(tài)檢修兩種模式，傳統(tǒng)檢修方式按照檢修周期需要對設(shè)備進行停電進行的檢查維修，而狀態(tài)檢修，是基于設(shè)備運行工況、在線監(jiān)測、帶電檢測等狀態(tài)信息，評估設(shè)備運行狀態(tài)，確定檢修策略的檢修模式，其中，帶電檢測技術(shù)是開展狀態(tài)檢修工作的基礎(chǔ)。本文介紹了各種帶電檢測技術(shù)方法原理、存在的缺點，并對內(nèi)蒙古電力公司烏蘭察布電業(yè)局開展帶電檢測工作中發(fā)現(xiàn)的一起缺陷進行了分析，并提出了相應(yīng)的檢修建議。

關(guān)鍵詞：帶電檢測；技術(shù)；內(nèi)蒙古電網(wǎng)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.176

0 引言

隨著電網(wǎng)技術(shù)和電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，狀態(tài)檢修管理模式逐步成為主流，為適應(yīng)狀態(tài)檢修工作的開展，在線監(jiān)測技術(shù)、帶電檢測技術(shù)等檢測手段也得到了快速發(fā)展，而電力設(shè)備帶電檢測技術(shù)，可以在設(shè)備運行狀態(tài)下，精確判斷缺陷嚴重程度，定位缺陷位置，為避免發(fā)生重大事故具有重要意義。內(nèi)蒙古電網(wǎng)自2011年開展狀態(tài)檢修工作以來，借助狀態(tài)檢修輔助決策系統(tǒng)，對輸變電設(shè)備進行狀態(tài)評價、風險評估，發(fā)現(xiàn)多起嚴重狀態(tài)設(shè)備，并有2臺220kV主變壓器，利用精準評價，發(fā)現(xiàn)繞組嚴重變形，并進行了返廠大修，避免了重大事故發(fā)生。雖然開展了狀態(tài)檢修管理模式，但設(shè)備狀態(tài)評價依據(jù)，還僅依賴設(shè)備運行工況、停電例行試驗、診斷試驗等狀態(tài)信息，而帶電檢測手段還很單一，技術(shù)力量還很薄弱，未能真正實現(xiàn)狀態(tài)檢修。針對這種現(xiàn)象，2016年8月，內(nèi)蒙古電力公司下發(fā)了《電力設(shè)備帶電檢測技術(shù)規(guī)范》，并進行了相關(guān)的宣貫及技術(shù)培訓。本文對帶電檢測技術(shù)在內(nèi)蒙古電網(wǎng)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的一起缺陷進行了分析，并提出了相應(yīng)的檢修建議。

1 國內(nèi)外帶電檢測技術(shù)介紹

帶電檢測，即利用一套便攜式設(shè)備，對在運電力設(shè)備進行狀態(tài)檢測，一般工作時間較短，有別于連續(xù)檢測的在線監(jiān)測系統(tǒng)。當前國內(nèi)外，有以下幾種帶電檢測方法。

1.1 超高頻局部放電測量法

超高頻檢測技術(shù)（UHF）是指對頻率介于300MHz-3000MHz區(qū)間的局部放電信號進行采集、分析、判斷的一種檢測方法。電力設(shè)備絕緣體中絕緣強度和擊穿場強都很高，當局部放電在很小的范圍內(nèi)發(fā)生時，擊穿過程很快，將產(chǎn)生很陡的脈沖電流，其上升時間小于1ns，并激發(fā)頻率高達數(shù)GHz的電磁波[1]，通過UHF傳感器對該信號進行檢測 ，從而判斷設(shè)備局部放電狀況，實現(xiàn)絕緣狀態(tài)的判斷[2]。UHF法能有效的避開干擾信號，具有較高的靈敏度和搞干擾能力，可實現(xiàn)局放帶電檢測、定位、故障類型判斷等優(yōu)點[2]。

1.2 高頻局部放電測量法

高頻局部放電檢測技術(shù)是指對頻率介于3MHz-30MHz區(qū)間的局部放電信號進行采集、分析、判斷的一種檢測方法。

1.3 超聲波信號檢測法

超聲波檢測技術(shù)是指對頻率介于20kHz-200kHz區(qū)間的聲信號進行采集、分析、判斷的一種檢測方法。該檢測法具有以下特點：（1）對介質(zhì)類型比較敏感，適合檢測空氣介質(zhì)放電；（2）易受現(xiàn)場機械振動的干擾；（3）傳播過程衰減大；（4）比較適合檢測套管、終端、絕緣子的表面放電。

1.4 暫態(tài)地電壓局放檢測

電氣設(shè)備內(nèi)部存在局部放電時，放電電量先聚集在與放電點相鄰的接地金屬部分，形成電流脈沖并向各個方向傳播[3]，當傳出金屬箱體時，同時在設(shè)備金屬箱體上產(chǎn)生一個暫態(tài)ns的對地電壓（TEV），一般在幾十毫伏～幾伏之間?？梢酝ㄟ^特制的TEV傳感器來捕捉 TEV信號，從而測出被測點的局部放電幅值（dB），據(jù)此對電氣設(shè)備進行評估。該檢測法具有以下特點[4]：（1）對脈沖的變化速度比較敏感，比較適合介質(zhì)內(nèi)部放電；對放電頻譜較低的套管、終端、絕緣子表面放電不敏感；（2）易受外界電磁干擾的影響；（3）傳播過程衰減較小。

2 帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用實例

2017年7月，內(nèi)蒙古電力公司烏蘭察布電業(yè)局對所轄變電站內(nèi)重點高壓開關(guān)柜開展帶電普測工作，結(jié)合多種檢測方法，發(fā)現(xiàn)了一起疑似缺陷，對該缺陷進行了分析，給出了相應(yīng)檢修建議。

2.1 采用特高頻法診斷分析

采用特高頻檢測法對35kV開關(guān)柜進行特高頻局放檢測，發(fā)現(xiàn)35kV電容器XI 387開關(guān)柜前部觀察窗位置特高頻檢測圖譜異常，特高頻測試數(shù)據(jù)如圖1所示。

由以上圖譜可知，信號幅值51dB，脈沖幅值分布較集中，放電脈沖相位分布較窄，單周期圖譜顯示一個工頻周期在負半周各出現(xiàn)單根脈沖信號，判斷35kV電容器XI 387開關(guān)柜存在懸浮放電的概率較大。

2.2 采用超聲波法診斷分析

采用局放檢測儀超聲波檢測法對35kV開關(guān)柜進行超聲波局放檢測，發(fā)現(xiàn)35kV電容器XI 387開關(guān)柜前上部超聲波檢測異常，超聲波檢測數(shù)據(jù)如圖2所示。

由圖2圖譜分析可知，超聲波信號幅值22dB，檢測中信號幅值穩(wěn)定，頻率成分2大于頻率成分1，相位圖譜顯示超聲波脈沖分布在工頻相位90°及270°附近，信號波形顯示每周期有兩簇放電脈沖信號，信號上升沿很陡。初步判斷為35kV電容器XI 387開關(guān)柜存在懸浮放電。

2.3 采用暫態(tài)地電壓法診斷分析

35kV開關(guān)柜暫態(tài)地電壓背景檢測平均值為30dB，根據(jù)規(guī)程要求檢測值的相對值大于20dB為異常，35kV開關(guān)柜暫態(tài)地電壓檢測值均在4--41dB范圍內(nèi)，相對值均小于20dB，暫態(tài)地電壓檢測未見異常。

2.4 放電位置精確定位

采用變電站局部放電檢測與定位系統(tǒng)對35kV電容器XI 387開關(guān)柜及相鄰柜體檢測到的特高頻異常局放信號的性質(zhì)進行了分析，并追蹤信號的來源。

通過分析，最終確定放電源位置如圖3所示。

2.5 測試結(jié)論及相應(yīng)檢修建議

通過對黃旗海220kV變電站35kV開關(guān)柜進行普測，采用暫態(tài)地電壓、超聲波、特高頻局放檢測等方法，結(jié)論如下：

（1）發(fā)現(xiàn)35kV電容器XI 387開關(guān)柜前上部位置超聲波檢測異常，信號幅值23dB，特高頻檢測異常，信號幅值54dB。暫態(tài)地電壓檢測未見異常。利用定位系統(tǒng)確定為35kV電容器XI 387開關(guān)柜前上部中間位置存在懸浮放電，對應(yīng)部位設(shè)備結(jié)構(gòu)為刀閘，由于懸浮放電在金屬上危害較小，建議加強關(guān)注。

（2）發(fā)現(xiàn)35kV 4號主變304乙開關(guān)柜正前方上部的母線橋架內(nèi)存在懸浮放電，該信號對附近開關(guān)柜的特高頻檢測有較大干擾，后期檢測中注意排除干擾。

3 結(jié)束語

通過分析， 帶電檢測技術(shù)對電力設(shè)備初期局放缺陷的發(fā)現(xiàn)，效果是有效的。帶電檢測技術(shù)在內(nèi)蒙古電網(wǎng)中的開展，有助于狀態(tài)檢修工作進一步提高，將會進一步減少設(shè)備停電時間，提高供電可靠性。為順利開展帶電檢測工作，建議做好以下工作：（1）提高現(xiàn)場試驗人員認識，轉(zhuǎn)變工作思路，把停電試驗方法、經(jīng)驗，盡快轉(zhuǎn)變到帶電檢測模式上來；（2）帶電檢測缺陷判斷，沒有統(tǒng)一標準，需要現(xiàn)場經(jīng)驗積累，應(yīng)加大現(xiàn)場培訓力度，提高試驗人員判斷能力；（3）現(xiàn)場帶電檢測設(shè)備多，范圍廣，填寫試驗報告工作量大，應(yīng)與儀器廠家合作，研發(fā)出數(shù)據(jù)庫智能系統(tǒng)，便于數(shù)據(jù)存儲、處理、打印等。

參考文獻：

[1]楊樂，張小軍.局部放電檢測技術(shù)在罐式斷路器中的應(yīng)用與分析[J].新疆電力技術(shù)，2014（02）：93-96.

[2]鄧勁松，陳攀.變電站高壓金屬密封開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2014（15）：37.

[3]喬進朝，王進鎖等.開關(guān)柜非嵌入式局部放電在線檢測定位研究[J].山西電力，2008（05）：24-26.

[4]孫西方，秦永等.基于電磁波檢測的局部放電在線監(jiān)測技術(shù)探討[J].太原大學學報，2010，11（02）：134-137.

作者簡介：靳虎（1973-），男，內(nèi)蒙古人，本科，工程師，現(xiàn)從事變電檢修管理工作。endprint