基于CBMTS-1000D配電設(shè)備狀態(tài)檢修裝備的局部放電帶電檢測分析

張帥可　耿新　陳世鵬　白海成　王世杰

摘 要：CBMTS-1000D配電設(shè)備狀態(tài)檢修裝備套裝高級平臺軟件主要實現(xiàn)對不同智能型傳感器單元的檢測控制和實時監(jiān)測;檢測數(shù)據(jù)的存儲和歷史數(shù)據(jù)的查看;檢測結(jié)果的閾值分析和橫向分析;配電設(shè)備狀態(tài)的綜合評價;配電設(shè)備臺帳的建檔和數(shù)據(jù)導入/導出;與傳感器檢測和數(shù)據(jù)分析有關(guān)的參數(shù)設(shè)置等。智能傳感器單元在高級平臺軟件的控制下，按照設(shè)定的工作模式和參數(shù)進行設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集，并將采集的結(jié)果及時發(fā)送給平板電腦，供后臺軟件實時顯示和狀態(tài)信息提取。

關(guān)鍵詞：CBMTS-1000D配電設(shè)備;智能傳感器;局部放電;帶電檢測

1 緒論

局放檢測的現(xiàn)狀和背景、意義、方法等。局部放電在短時間內(nèi)不會導致設(shè)備故障，但任其發(fā)展將會損壞設(shè)備的整體絕緣，最終導致設(shè)備事故。及時檢測出設(shè)備局部放電的嚴重程度，及時預防，意義重大。

2 放電傳輸原理分析

2.1 局部放電傳輸路徑

在柜內(nèi)各種電氣設(shè)備運行時發(fā)生的局部放電將產(chǎn)生電磁波，電磁波首先傳到柜體金屬外殼的內(nèi)表面，然后從柜內(nèi)表面通過柜體之間的連接處傳播出去，同時產(chǎn)生一個暫態(tài)對地電壓（TEV）信號，通過柜體金屬的外表面?zhèn)魅氪蟮亍?/p>

2.2 局部放電傳輸原理

（1）金屬封閉成套設(shè)備發(fā)生局部放電時，放電電量先聚集在與放電點靠近的金屬箱體的內(nèi)表面，形成電流脈沖并向各個方向傳播。

（2）高頻局放電流只在導體表面很薄的一層范圍內(nèi)傳輸。

（3）電流脈沖在金屬箱體的內(nèi)表面?zhèn)鞑?，最終從金屬箱體的開口、接頭、蓋板等的縫隙處傳出，然后沿著金屬殼外表傳到大地，同時在金屬體上產(chǎn)生一個瞬態(tài)對地電壓（TEV）信號。

（4）金屬封閉柜的內(nèi)部放電，是持續(xù)時間短的放電脈沖，設(shè)備局部放電的傳輸電路中的元件不能看作是集中參數(shù)，而應(yīng)是分布參數(shù)，其電氣特性由其分布電容C和電感L決定。

CBMTS-1000D配電設(shè)備狀態(tài)檢修裝備套裝是紀年科技股份有限公司在消化和吸收國外先進技術(shù)和成熟經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，充分考慮國內(nèi)供電企業(yè)對配電設(shè)備狀態(tài)檢修的特殊要求和先進理念，總結(jié)近幾年來相關(guān)領(lǐng)域產(chǎn)品在設(shè)備研制和現(xiàn)場應(yīng)用方面所取得的成績和教訓，以實現(xiàn)配電設(shè)備狀態(tài)巡檢的單兵作業(yè)和協(xié)同應(yīng)用為目標，通過完善功能配置，優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計方案，實現(xiàn)了配電設(shè)備狀態(tài)檢修工作從多種帶電檢測手段的靈活應(yīng)用，到檢測數(shù)據(jù)的一體化存儲、匯總、共享、分析和應(yīng)用的高度統(tǒng)一，并可以根據(jù)綜合分析結(jié)果為用戶提供基本的輔助決策建議，從而為配電設(shè)備的狀態(tài)檢修提供了一套完整、靈活、高效的解決方案。

整個系統(tǒng)包括運行在強固型工業(yè)平板電腦上的CBMTS-1000D配電設(shè)備狀態(tài)檢修裝備套裝高級平臺軟件和數(shù)個即插即用型的智能化暫態(tài)地電壓傳感器、超聲波傳感器、熱紅外傳感器和超高頻傳感器組成（根據(jù)現(xiàn)場需要配置）。工業(yè)平板電腦和智能傳感器單元之間通過通用USB線連接，以實現(xiàn)對智能傳感器單元的控制和供電以及檢測數(shù)據(jù)的收集。

3 絕緣狀態(tài)評價技術(shù)

電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)評價技術(shù)就是通過對局部放電檢測數(shù)據(jù)進行處理，給出電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)是否正常以及異常嚴重程度的結(jié)論。按照評價結(jié)論的性質(zhì)分類，評價技術(shù)可分為定性和定量兩種。定性評價技術(shù)的輸出為正常和異常兩種，定量評價技術(shù)的輸出則可以是連續(xù)的數(shù)據(jù)輸出，也可以離散數(shù)據(jù)描述的狀態(tài)嚴重度。

3.1 定性評價技術(shù)

交流系統(tǒng)的基本特征就是重復性，即同一電氣現(xiàn)象按照50Hz的規(guī)律周期性地重復出現(xiàn)。局部放電活動與交流電壓的瞬時值有關(guān)，因此也具備重復性特征，即理論上會按照50Hz的規(guī)律在相同的時間或者相位上出現(xiàn)，這就導致不同的絕緣缺陷會形成獨特的指紋圖譜。指紋波圖譜是評價絕緣狀態(tài)的基礎(chǔ)理論支撐，重復性則是局部放電活動的典型特征。因此，通過對局部放電活動指紋圖譜周期性的判斷，則可以完成對電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)的定性分析。

按照通用的分類標準，與局部放電相關(guān)的缺陷種類大致分為四類：電暈放電、懸浮放電、內(nèi)部缺陷和表面放電。

在現(xiàn)場執(zhí)行局部放電檢測時，如何排除環(huán)境干擾是工程技術(shù)人員最為頭疼的問題。對這些典型環(huán)境噪聲圖譜的特征進行歸納總結(jié)，主要是相位分布的連續(xù)性以及放電強度的均勻性兩點。盡管在某些條件下，噪聲圖譜也呈現(xiàn)間斷性特征，但間斷次數(shù)大于2，工頻相關(guān)性并不明顯。

3.2 定量評價技術(shù)

根據(jù)國內(nèi)外通行的狀態(tài)評價辦法，一般按照局部放電檢測數(shù)據(jù)的大小，將電氣設(shè)備的絕緣狀態(tài)分為正常、注意、異常、嚴重四個等級。

正常狀態(tài)：表示設(shè)備狀態(tài)量沒有呈現(xiàn)典型的故障特征;或者盡管存在明顯的故障特征，但檢測數(shù)據(jù)數(shù)值較小，表明被檢測設(shè)備狀態(tài)穩(wěn)定且在規(guī)程規(guī)定的注意值、警示值以內(nèi)，在預見的時間段內(nèi)被檢測設(shè)備可以正常運行。

注意狀態(tài)：表示電氣設(shè)備的單項（或多項）狀態(tài)量呈現(xiàn)明顯的故障特征，且檢測數(shù)據(jù)的變化趨勢朝接近標準限值方向的方向發(fā)展，但未超過標準限值或部分一般狀態(tài)量超過標準限值，表示被檢測設(shè)備仍然可以繼續(xù)運行，但應(yīng)加強運行中的狀態(tài)監(jiān)視。

異常狀態(tài)：表示設(shè)備狀態(tài)呈現(xiàn)明顯的故障特征，且單項重要狀態(tài)量變化較大，已接近或略微超過標準限值，盡管電氣設(shè)備仍然可以繼續(xù)監(jiān)視運行，但必須適時安排檢修。

嚴重狀態(tài)：表示被檢測設(shè)備的狀態(tài)呈現(xiàn)明顯的故障特征，單項重要狀態(tài)量嚴重超過標準限值，需要盡快安排檢修。

以上值為我公司多年檢測的經(jīng)驗值，供用戶參考，可根據(jù)各單位使用情況制定標準。

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