電容式電力設(shè)備局部放電高頻及特高頻綜合在線檢測(cè)探析

胡曉萌 李雨熹

國網(wǎng)安徽省電力有限公司靈璧供電公司 安徽靈璧 234200

結(jié)合相關(guān)理論得知，電容式電力設(shè)備的種類較多，大致包括電壓互感器、電流互感器、高壓套管等，這些設(shè)備在供配電體系中各個(gè)節(jié)點(diǎn)中均有應(yīng)用，因此此類設(shè)備對(duì)于供配電質(zhì)量有著重大影響。那么為了保障供配電質(zhì)量，需要對(duì)電容式電力設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，在此基礎(chǔ)上，現(xiàn)代電力單位多采用高頻及特高頻綜合在線檢測(cè)技術(shù)，本文主要對(duì)此技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 UHF、HFCT綜合檢測(cè)法傳感器

UHF、HFCT綜合檢測(cè)法的應(yīng)用當(dāng)中，必須依靠傳感器才能獲取設(shè)備的狀態(tài)信息，但因?yàn)榧夹g(shù)要求，其傳感器與常規(guī)檢測(cè)技術(shù)不同，因此本文將單獨(dú)進(jìn)行分析。具體來說，UHF、HFCT綜合傳感器當(dāng)前沒有特別名稱，在應(yīng)用當(dāng)中，首先需要將電容式電力設(shè)備中的末屏與一個(gè)小套管連接，借助套管將末屏引出，其次將小套管在設(shè)備外部進(jìn)行接地，最終采用集成電路將UHF、HFCT的專用傳感器集成在末屏接地當(dāng)中，此時(shí)就形成了UHF、HFCT綜合傳感器[1]。圖1末屏接地線局部放電HFCT和UHF傳感器。

圖1 末屏接地線局部放電HFCT和UHF傳感器

結(jié)合圖1可見，末屏接地與小套管的接地工作主要通過導(dǎo)電桿、接地帽來實(shí)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上將HFCT傳感器與接地帽中的接地導(dǎo)桿相互連接，此時(shí)該傳感器可以依照耦合接地線，來獲取局部放電的脈沖電流信號(hào)，完成局部放電信息獲取。

UHF傳感器方面，該傳感器是一種體積較小的電感線圈，主要與接地帽相互連接，位于接地帽內(nèi)部與接地導(dǎo)桿之間。應(yīng)用當(dāng)中，因?yàn)樾‰姼芯€圈的取值較小，所以不會(huì)對(duì)套管末屏的接地性能造成太多影響，然而該傳感器具有良好的抗電磁干擾能力，可有效消除高頻信號(hào)的影響，對(duì)于整體傳感檢測(cè)的穩(wěn)定性有良好幫助。

關(guān)于電感線圈的參數(shù)方面，根據(jù)相關(guān)理論得知，普遍參數(shù)為：匝數(shù)4，估算的電感量0.3μH，在300MHz頻率下的阻抗約565Ω，導(dǎo)線直徑2.0mm，線圈直徑13.5mm。此外，本文為了對(duì)該參數(shù)電感線圈的效果進(jìn)行確認(rèn)，進(jìn)行了測(cè)試工作，主要結(jié)合頻譜分析儀、同步掃頻信號(hào)發(fā)生器，對(duì)末屏地線UHF傳感器工作時(shí)的頻率進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果顯示，當(dāng)頻率大于120MHz時(shí)，傳感器信號(hào)幾乎沒有減弱表現(xiàn)，證實(shí)其穩(wěn)定性幫助，所以在局部放電測(cè)量當(dāng)中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

2 模擬試驗(yàn)

為了確認(rèn)UHF、HFCT綜合檢測(cè)法的局部放電測(cè)量應(yīng)用效果，本文進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)，施工步驟分為試驗(yàn)電路設(shè)計(jì)、局部放電量估算、抗干擾測(cè)量，具體內(nèi)容如下文所述。

2.1 驗(yàn)電路設(shè)計(jì)

為了進(jìn)行測(cè)試，就必須先設(shè)置試驗(yàn)基礎(chǔ)，因此本文將以110kV電流互感器為試驗(yàn)基礎(chǔ)，該設(shè)備屬于常見的電容式電力設(shè)備，滿足試驗(yàn)需求。具體工作中，首先通過小套管將試驗(yàn)設(shè)備的末屏引出，之后將小套管進(jìn)行接地，其次利用集成電路將HFCT、UHF傳感器集成至小套管，最終啟動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，對(duì)HFCT、UHF綜合傳感器的應(yīng)用效果進(jìn)行了分析。

試驗(yàn)過程當(dāng)中，試驗(yàn)設(shè)備的電路輸出圖中U代表高電壓工頻試驗(yàn)電源；C代表局部放電脈沖電流法測(cè)量的耦合電容、Z代表檢測(cè)阻抗；局部放電信號(hào)測(cè)量方面主要采用示波器來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)對(duì)HFCT信號(hào)、UHF信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果顯示電位局部放電部位包括絕緣支架、絕緣螺桿、高電位體和浮電位體等。

2.2 局部放電量估計(jì)

針對(duì)上述測(cè)量結(jié)果進(jìn)行細(xì)化分析，首先對(duì)UHF監(jiān)測(cè)得來的局部放電信號(hào)幅值進(jìn)行了分析，后對(duì)HFCT監(jiān)測(cè)得來的局部放電信號(hào)幅值進(jìn)行了分析，并對(duì)兩個(gè)信號(hào)的之間的變量關(guān)系進(jìn)行了分析。根據(jù)結(jié)果可以得知監(jiān)測(cè)得來的局部放電脈沖的幅值，并借助脈沖電流法對(duì)局部放電量進(jìn)行記錄。

HF頻段局部放電的信號(hào)幅值與HFCT局部放電量之間保持這良好的線性關(guān)系，同時(shí)滿足局部放電在線檢測(cè)要求，因此在放電量估計(jì)角度上，此部分試驗(yàn)結(jié)果可以作為可靠依據(jù)，但針對(duì)UHF頻段局部放電的信號(hào)來看，其幅值表現(xiàn)不佳，所以不能滿足局部放電測(cè)量需求，其可靠性并不強(qiáng)。

此外，綜合來看，本文所得出的結(jié)果顯示，其局部放電信號(hào)的頻率分量要低于該頻率，同時(shí)在不同類型的局部放電表現(xiàn)上來看，各類表現(xiàn)的脈沖上升時(shí)間均不相同，通過此處分析可見，不同脈沖上升時(shí)間的截止頻率有不同方便。結(jié)合理論分析，如果局部放電檢測(cè)中，不同類型局部放電的截止頻率都超出信號(hào)傳感，就說明放電脈沖的可靠性良好，否則相反，在此條件下，局部放電量會(huì)對(duì)局部放電檢測(cè)信號(hào)的幅值產(chǎn)生重要影響，但會(huì)忽略局部放電類型的影響。

3 結(jié)語

本文主要對(duì)電容式電力設(shè)備局部放電高頻及特高頻綜合在線檢測(cè)進(jìn)行了相關(guān)分析。分析分為兩個(gè)部分，即UHF、HFCT綜合檢測(cè)法傳感器、模擬試驗(yàn)，其中第一部分主要分析了UHF、HFCT綜合檢測(cè)法傳感器的安裝方法、參數(shù)以及測(cè)量原理；第二部分主要為了測(cè)量上述傳感器的應(yīng)用效果，進(jìn)行了模擬試驗(yàn)工作。