帶電檢測(cè)技術(shù)在變電異常運(yùn)行設(shè)備中的應(yīng)用

梅曉海

摘 要： 電力變壓器是電力系統(tǒng)中較昂貴和重要的設(shè)備，利用電磁感應(yīng)原理，起著改變電壓、電流，傳遞電能的作用，變壓器的健康運(yùn)行直接影響輸配電網(wǎng)安全和供電可靠性。本文就帶電檢測(cè)技術(shù)在變電異常運(yùn)行設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞： 帶電檢測(cè)技術(shù);變電設(shè)備;異常運(yùn)行;應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】TM63 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.33.157

1 帶電檢測(cè)

帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用的主要意義，是配電線路可以處于正常的運(yùn)行狀態(tài)下開展檢測(cè)工作，配電線路在運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)帶電檢測(cè)技術(shù)，可以實(shí)時(shí)掌握配電線路和設(shè)備的運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)配電線路和設(shè)備存在問(wèn)題，可以及時(shí)對(duì)存在問(wèn)題的線路和設(shè)備實(shí)施處理措施，避免線路和設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，影響到電力網(wǎng)絡(luò)正常的運(yùn)行。配電線路和設(shè)備保持在運(yùn)行狀態(tài)，若絕緣材料的絕緣性能出現(xiàn)問(wèn)題，或者設(shè)備所處的環(huán)境發(fā)生變化，如環(huán)境溫度過(guò)高或者濕度較大等，都會(huì)引發(fā)線路和設(shè)備出現(xiàn)局部放電等安全問(wèn)題，一旦局部放電現(xiàn)象加重，會(huì)破壞配電線路和設(shè)備，進(jìn)而出現(xiàn)運(yùn)行故障。

2 帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

電力行業(yè)的技術(shù)人員在變電異常運(yùn)行設(shè)備中利用帶電檢測(cè)技術(shù)可在日常工作中及時(shí)發(fā)現(xiàn)肉眼無(wú)法觀察到的問(wèn)題，并且及時(shí)排查安全隱患，及時(shí)防止安全事故的發(fā)生。當(dāng)技術(shù)人員在檢測(cè)過(guò)程中排查出問(wèn)題時(shí)，可以及時(shí)利用帶電檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行處理，極大程度上排除潛在的安全隱患，防止發(fā)生安全問(wèn)題。帶電檢測(cè)技術(shù)還擁有的一個(gè)極大優(yōu)勢(shì)即為技術(shù)人員在檢測(cè)過(guò)程中不必?cái)嚯姡瑯O大程度上避免對(duì)附近用戶造成斷電影響，操作起來(lái)非常簡(jiǎn)單且安全。帶電檢測(cè)技術(shù)還可以有效提高技術(shù)人員的工作效率，因?yàn)榧夹g(shù)人員在日常巡視工作時(shí)，可以直接利用帶電檢測(cè)技術(shù)對(duì)變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，可以有效避免繁冗復(fù)雜的檢測(cè)步驟，使操作變得簡(jiǎn)單、高效[1]。比如，技術(shù)工作人員能夠直接利用帶電檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)、診斷絕緣缺陷程度。在變電設(shè)備的日常運(yùn)行過(guò)程中，技術(shù)人員不能判斷設(shè)備的檢測(cè)狀態(tài)，不僅如此，在變電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，人若靠近設(shè)備，則會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的安全隱患。但技術(shù)人員能夠利用巡檢儀檢測(cè)絕緣缺陷，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并將這些數(shù)據(jù)直接在文檔中進(jìn)行保存并給以分析。運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)維人員還可以在試驗(yàn)周期之內(nèi)調(diào)整變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，做到第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在絕緣隱患的位置、設(shè)備缺陷的真實(shí)情況和變化趨勢(shì)。

3 帶電檢測(cè)技術(shù)在變電異常運(yùn)行設(shè)備中的應(yīng)用

3.1 光學(xué)檢測(cè)法

將電力變壓器局部放電時(shí)產(chǎn)生的光和熱經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)化，利用光電探測(cè)儀檢測(cè)這些光輻射信號(hào)，實(shí)現(xiàn)局部識(shí)別放電情況。但是這種檢測(cè)方法因?yàn)槌杀締?wèn)題比較受限，隨著科技的進(jìn)化和發(fā)展，光檢測(cè)法已經(jīng)可以對(duì)變壓器內(nèi)外部進(jìn)行良好的檢測(cè)，獲知局部放電的大小和回?cái)?shù)，考慮到設(shè)備昂貴，以及對(duì)檢測(cè)準(zhǔn)確度和操作水平的要求，單獨(dú)應(yīng)用仍不常見(jiàn)，以聯(lián)合法與聲測(cè)法結(jié)合[2]。

3.2 紅外檢測(cè)法

紅外熱成像監(jiān)測(cè)法依據(jù)的是高壓設(shè)備在局部放電時(shí)某部位的溫度反應(yīng)，若變壓器被測(cè)的部位溫度高于絕對(duì)溫度，可以熱成像系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)熱能轉(zhuǎn)化出來(lái)的紅外輻射強(qiáng)度，由于大氣對(duì)不同波長(zhǎng)的輻射吸收程度不同，因而可根據(jù)波長(zhǎng)分段選擇合適的短波和長(zhǎng)波進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)輻射信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后會(huì)被處理成可以看懂的數(shù)據(jù)信息顯示給檢測(cè)設(shè)備控制人員，便可以判斷出設(shè)備局部放電的位置和程度。這項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)不受電磁場(chǎng)干擾，并且可以在一定的距離內(nèi)進(jìn)行遙測(cè)，對(duì)于導(dǎo)體連接不良、變壓器套管這類外部故障的檢測(cè)效果較好。

3.3 超聲波檢測(cè)法

采用超聲波檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)配電線路設(shè)備局部放電情況，該技術(shù)會(huì)在配電線路設(shè)備放電前，檢測(cè)出放電點(diǎn)周圍的情況，包括電場(chǎng)應(yīng)力、介質(zhì)應(yīng)力以及粒子應(yīng)力等。配電線路設(shè)備在出現(xiàn)局部放電情況時(shí)，放電點(diǎn)會(huì)快速釋放出電荷，電荷聚積的過(guò)程，會(huì)形成電流陡脈沖，一旦脈沖增長(zhǎng)至一定程度，會(huì)增強(qiáng)局部放電能量釋放的能力，導(dǎo)致放電點(diǎn)的空間由快速膨脹狀態(tài)轉(zhuǎn)為快速冷縮狀態(tài)，在變化過(guò)程中會(huì)使放電點(diǎn)周圍的應(yīng)力產(chǎn)生振蕩，受到振蕩作用，配電線路設(shè)備正常運(yùn)行受到影響。

該技術(shù)的適用范圍包括設(shè)備表面放電、金屬外殼傳感器局部放電等，局部放電的強(qiáng)度，與振動(dòng)幅度和聲波相度有關(guān)。在相同放電狀態(tài)下，介質(zhì)的彈性系數(shù)會(huì)影響到振動(dòng)幅度，如配電線路設(shè)備在氣體中，會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)幅度。采用超聲波檢測(cè)技術(shù)時(shí)，還可以將該技術(shù)用于檢測(cè)如下的裝置，包括配電變壓器、開關(guān)柜、配電柜以及斷路器等[3]，并且該技術(shù)可以檢測(cè)出微量的放電過(guò)程中產(chǎn)生的聲波。但是該技術(shù)無(wú)法應(yīng)用在電纜終端、接頭等設(shè)備中，主要是上述設(shè)備中發(fā)生局部放電，未能產(chǎn)生較大的振動(dòng)幅度，無(wú)法檢測(cè)出發(fā)生的局部放電情況。

3.4 高頻電流法

這是傳統(tǒng)脈沖電流法的進(jìn)化版，屬于帶電卻非電接觸式檢測(cè)法，同傳統(tǒng)脈沖電流法的原理一樣，局部放電時(shí)，會(huì)利用高頻羅氏線圈的測(cè)量阻抗作用，以及從耦合回路中獲取的脈沖電流信號(hào)，能夠在不影響設(shè)備運(yùn)行的情況下得到準(zhǔn)確的局部放電檢測(cè)結(jié)果，該檢測(cè)法的最大優(yōu)勢(shì)是等效阻抗小，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行無(wú)不良影響。

3.5 超高頻檢測(cè)法

針對(duì)油紙絕緣內(nèi)部的局部放電問(wèn)題，由于局部放電會(huì)生成高頻電磁波，電磁波在變壓器內(nèi)部金屬元件中穿透力會(huì)逐漸衰減，一般可從變壓器設(shè)備間縫隙處傳遞出來(lái)的電磁波判斷局部放電位置，但超高頻對(duì)局部放電區(qū)域的穿透力更強(qiáng)，可檢測(cè)到信號(hào)在絕緣區(qū)域的不同穿透程度，并獲得超高頻檢測(cè)圖譜，據(jù)此可以判斷出放電形式，并判斷絕緣體部分的功能是否正常[4]。

3.6 油中溶解氣體檢測(cè)法

操作簡(jiǎn)單，成本較低，抗干擾性強(qiáng)，檢測(cè)原理是由于電力變壓器的絕緣部位老化，性能衰退，在局部放電時(shí)絕緣材料會(huì)生成可以溶解在油中的氣體，而通過(guò)一定檢測(cè)設(shè)備吸收、檢測(cè)、分析出其中的各種氣體類型和含量、比例，從而判斷出是否發(fā)生的放電現(xiàn)象。

總而言之，對(duì)運(yùn)行變壓器出現(xiàn)異常時(shí)，可以嘗試紅外成像、局部放電、超聲波定位等多種帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用，對(duì)變壓器狀態(tài)聯(lián)合診斷評(píng)估，大大縮短檢修時(shí)間，減少停電次數(shù)和時(shí)間，也為設(shè)備狀態(tài)檢修提供很好的數(shù)據(jù)支撐和借鑒經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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