基于帶電檢測技術(shù)的變壓器和電纜故障診斷研究

孔春陽 陳程舉 米芝昌

摘要：為保證配電網(wǎng)運(yùn)行的安全性，在電網(wǎng)日常運(yùn)行之余還應(yīng)當(dāng)對(duì)配電設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)檢修，從而保證電網(wǎng)的運(yùn)行質(zhì)量，提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。帶電檢測技術(shù)作為一種重要的檢測方法，對(duì)于提升電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性具有重要意義。

關(guān)鍵詞：紅外測溫;帶電檢測;電纜終端;渦流探傷

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市規(guī)模的擴(kuò)大，滄州地區(qū)各級(jí)電力線呈逐年增加的趨勢，電纜運(yùn)輸?shù)闹匾院凸ぷ髁吭絹碓酱?。傳統(tǒng)的導(dǎo)航方法冗長、繁瑣、效率低下，只能檢測到某些明顯的管路安全風(fēng)險(xiǎn)，而不能確定電纜的絕緣狀態(tài)。如果電纜回路出現(xiàn)故障，則在某些情況下可能會(huì)發(fā)生放電。局部放電檢測可以檢測到作為帶電檢測手段的這種缺陷，并在應(yīng)用中取得了一定的效果。對(duì)于電纜線路負(fù)荷檢測中發(fā)現(xiàn)的放電信號(hào)，多種方法的測量和比較分析有助于確定放電點(diǎn)的具體位置，通過解剖檢測終端頭部內(nèi)部的明顯放電痕跡，驗(yàn)證局部放電測試的有效性和準(zhǔn)確性

1帶電檢測技術(shù)

是指當(dāng)電網(wǎng)仍然有電流通過時(shí)對(duì)配電設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行檢修的一種檢測方法，能最大限度保證配電設(shè)備運(yùn)行的連續(xù)性，最大限度降低在檢修過程中可能造成的損失。帶電檢測技術(shù)利用特定的儀表裝置來完成，在檢測過程中發(fā)現(xiàn)配電設(shè)備狀態(tài)存在的潛在隱患并及時(shí)糾正，同時(shí)還可檢測其絕緣體的使用壽命，這能幫助電網(wǎng)管理人員掌握配電設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。就配電設(shè)備而言，在其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中很容易出現(xiàn)局部放電，這一現(xiàn)象的出現(xiàn)一般可能是由于設(shè)備內(nèi)存在雜質(zhì)或周邊環(huán)境存在濕度過大等問題，因此在帶電檢測過程中應(yīng)要對(duì)于局部放電現(xiàn)象予以關(guān)注，降低發(fā)生突發(fā)安全事故的可能性，提高電網(wǎng)的運(yùn)行安全。帶電檢測技術(shù)能使配電設(shè)備在帶電情況下檢

2帶電檢測裝置開發(fā)

在電纜周期性帶電檢測工作中，發(fā)現(xiàn)A終端塔B相尾管處溫度異常，溫度明顯高于其他兩相，檢測采用的設(shè)備為FLIRT630紅外測溫儀。根據(jù)紅外成像，確定發(fā)熱點(diǎn)位于B相尾管。在檢測到發(fā)熱現(xiàn)象后，立即對(duì)該段電纜的接地電流進(jìn)行了檢測，發(fā)現(xiàn)該線路A塔至甲變電站電纜段三相接地電流全部偏高。為避免發(fā)生嚴(yán)重事故，排除設(shè)備缺陷隱患，隨即停電對(duì)該段電纜的接地方式進(jìn)行了檢查，對(duì)B相電纜終端進(jìn)行了更換，并對(duì)原設(shè)備開展解體分析工作。

3帶電檢測技術(shù)的變壓器和電纜故障診斷的應(yīng)用

3.1超聲波檢測技術(shù)

在檢測過程中，可以利用GZPD-01G局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行局部放電在線監(jiān)測，這是目前一種更有效的方法，可以通過分布式結(jié)構(gòu)和局部放電收集器運(yùn)行，將同軸電纜連接到地理信息系統(tǒng)局部傳感器，并將控制器連接到多核電纜和數(shù)據(jù)服務(wù)器。由于技術(shù)是按照國家提出的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的，因此設(shè)計(jì)符合實(shí)際要求，并經(jīng)過了相關(guān)的質(zhì)量測試，以確保良好的使用性能。一種噪聲統(tǒng)計(jì)分析方法及軟硬件濾波技術(shù)，可抑制放電干擾中的頻段干擾信號(hào)，避免干擾信號(hào)問題，實(shí)現(xiàn)波形特征、面的組合識(shí)別和消除信號(hào)，具有異常報(bào)警功能，根據(jù)局部放電的嚴(yán)重程度識(shí)別不同的報(bào)警水平，避免故障問題的負(fù)面影響。該系統(tǒng)有效提高了開關(guān)柜的使用效率，提高了檢測水平，為電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行提供了良好的支持，為電壓檢測技術(shù)的發(fā)展奠定了相應(yīng)的基礎(chǔ)。

3.2特高頻局部放電檢測

UHF局部放電檢測方法的基本原理是檢測UHF電磁波（100～3000MHz）信號(hào)，這些信號(hào)是由UHF傳感器在功率設(shè)備局部放電過程中產(chǎn)生的，目的是獲取有關(guān)局部放電的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)局部放電監(jiān)測。UHF方法基于GIS中電磁波的傳播特性。其最大的優(yōu)點(diǎn)是能有效抑制背景噪聲，例如空氣orona產(chǎn)生的電磁干擾通常頻率較低，這可以通過寬帶UHF法有效抑制。對(duì)于UHF通信、無線電和電視信號(hào)，由于它們具有固定的中心頻率，因此可以用窄小的UHF頻率將其與局部放電信號(hào)區(qū)分開來。GIS中傳感器分布合理時(shí)，局部放電源還可以通過不同位置測量的局部放電信號(hào)的時(shí)差定位。

3.3地面電波檢測技術(shù)

部分卸下開口器后，開口器會(huì)聚集在連接位置附近的金屬位置，從而為電流向設(shè)備表面?zhèn)鞑ヌ峁┻m當(dāng)?shù)臈l件。根據(jù)對(duì)開閉柜內(nèi)部情況的了解，當(dāng)填埋場集中在接地屏蔽的內(nèi)部面時(shí)，產(chǎn)生保護(hù)膜，行使屏蔽功能，設(shè)備內(nèi)部信號(hào)在設(shè)備外部檢測不到。由于保護(hù)膜對(duì)電纜絕緣位置和絕緣終端的間歇性屏蔽作用，設(shè)備內(nèi)部放電信號(hào)在過程中可以傳輸?shù)酵獠?。利用地波技術(shù)進(jìn)行探測是指麥克斯韋的電磁理論，根據(jù)電磁場規(guī)律，產(chǎn)生局部放電情況時(shí)，電流和信號(hào)的傳播可能會(huì)改變電場，從而導(dǎo)致磁場和電場之間相互感應(yīng)的出現(xiàn)開罐器局部放電時(shí)，部分電能轉(zhuǎn)化為電磁波，然后傳輸?shù)皆O(shè)備的外表面，但由于開罐器連接地面，使得表面能夠檢測到高頻電流，脈沖信號(hào)可通過切割檢測到該技術(shù)的應(yīng)用具有很大的優(yōu)勢，其應(yīng)用相對(duì)實(shí)用，還可以提高探測精度，降低探測成本，從而實(shí)現(xiàn)有效的應(yīng)用。

3.4智能無線局部放電帶電檢測系統(tǒng)的應(yīng)用

智能局部放電實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)在實(shí)踐中取得了良好的應(yīng)用效果。例如，在局部放電實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)中，它具有比較地圖和印象的功能。通過比較局部放電實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的地圖數(shù)據(jù)，可以用不同顏色識(shí)別電氣設(shè)備中的局部放電故障。二是通過局部放電實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)中的放電定位功能，可以有針對(duì)性地定位電氣元件的局部放電位置。當(dāng)檢查高壓開關(guān)設(shè)備局部放電時(shí)，此時(shí)電氣信號(hào)在開關(guān)柜中擴(kuò)散，傳播距離越長，信號(hào)衰減幅度越大。電氣設(shè)備局部放電位置可通過時(shí)差定位。為了測試智能無線PD實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)的應(yīng)用性能，可以在系統(tǒng)上進(jìn)行性能驗(yàn)證測試和現(xiàn)場測試，主要是測試PD檢測系統(tǒng)的靈敏度和準(zhǔn)確性。電氣元件局部放電檢測可檢測設(shè)備內(nèi)部的螺母是否松動(dòng)或有雜質(zhì)。通過局部放電檢測系統(tǒng)中的無線通信模塊，還可以嘗試遠(yuǎn)程觀察檢測到的信號(hào)，提高電氣設(shè)備管理的信息水平。

3.5紅外測溫技術(shù)

紅外測溫技術(shù)也被稱為輻射紅外線。紅外測溫技術(shù)和工作原理是，物體被紅外線照射后產(chǎn)生一定量的能量，從而改變物體的表面溫度。紅外檢測技術(shù)也利用這一特性實(shí)現(xiàn)溫度的區(qū)分，從而發(fā)現(xiàn)配電設(shè)施可能存在的問題。實(shí)際檢驗(yàn)工作發(fā)現(xiàn)，這些技術(shù)完全能夠滿足當(dāng)前的維修要求，紅外檢測技術(shù)可以在不取樣的情況下充分評(píng)估故障的可能地點(diǎn)和程度，從而幫助維修人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)配電設(shè)備維修過程中可能存在的問題。采用Red-Outside實(shí)時(shí)檢測技術(shù)，可以對(duì)環(huán)境中的設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模檢測，特別適用于設(shè)備溫度因流量而升高的某些情況，有助于維護(hù)人員提高維護(hù)效率。

3.6紫外成像技術(shù)

發(fā)生電暈放電時(shí)，電氣設(shè)備沿面空氣發(fā)生電離會(huì)輻射出紫外線。太陽光中也含紫外線，其中波長小于300nm的部分會(huì)被大氣中的臭氧所吸收，因此為克服太陽光中紫外線的影響，現(xiàn)場應(yīng)用的紫外成像檢測儀器檢測的波長范圍為240～280nm，從而在白天也能觀測電暈。紫外成像儀利用分光鏡將輸入的光線分離成兩部分，其中一部分是可見光信號(hào)，另一部分經(jīng)過紫外“日盲”濾光鏡后，只保留其中的紫外部分，再通過特殊的影像處理工藝將紫外線影像和可見光影像疊加起來，生成顯示設(shè)備及其表面電暈放電的合成圖像，可清楚顯示電暈源的精確位置，用于判斷電暈放電所對(duì)應(yīng)的電氣設(shè)備的具體位置。

結(jié)束語

采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能移動(dòng)終端改進(jìn)現(xiàn)有電氣設(shè)備的PD檢測技術(shù)，是今后電氣設(shè)備PD檢測的發(fā)展趨勢，可以克服現(xiàn)有PD檢測技術(shù)體系的不足，提高檢測效率和質(zhì)量。本文分析了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電氣元件智能無線局部放電檢測系統(tǒng)，可用于電氣元件的實(shí)際局部放電檢測。

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