探索在高壓用電檢查中局部放電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

國網(wǎng)馬鞍山供電公司雨山供電服務(wù)中心 汪 蕾

1 引言

現(xiàn)階段，人們的生活水平獲得了增強(qiáng)，電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模逐漸變大，服務(wù)質(zhì)量顯著提升。為有效實(shí)現(xiàn)社會(huì)生產(chǎn)以及實(shí)際生活的需要，電力產(chǎn)業(yè)構(gòu)建了大規(guī)模電網(wǎng)系統(tǒng)，這促使有關(guān)的檢測(cè)和管理要求也相應(yīng)地提高，應(yīng)借助更加有效的檢測(cè)方法完成檢測(cè)工作?；陔娏σ?guī)模持續(xù)擴(kuò)大的同時(shí)，在電力產(chǎn)業(yè)管理過程中，電力電纜檢測(cè)是非常重要的工作，現(xiàn)階段有關(guān)技術(shù)的使用還有著局限性，應(yīng)強(qiáng)化局部放電檢測(cè)技術(shù)的研究。

2 局部放電現(xiàn)象及其危害

在電網(wǎng)系統(tǒng)中常常使用交聯(lián)聚乙烯材料，由于其工藝特點(diǎn)與技術(shù)水平，在材料內(nèi)部常常形成氣泡。其極易引起成局部放電現(xiàn)象。電纜中的氣泡會(huì)引起擊穿場(chǎng)強(qiáng)差異。在通電時(shí)，會(huì)出現(xiàn)放電的情況。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，此現(xiàn)象被放大，導(dǎo)致區(qū)域性放電。局部放電特點(diǎn)：出現(xiàn)于絕緣體內(nèi)部；會(huì)形成脈沖電流；出現(xiàn)局部電暈放電?；陔妶?chǎng)的影響極易出現(xiàn)放電現(xiàn)象，這會(huì)引起絕緣局部短接，產(chǎn)生不同程度的破壞。結(jié)合有關(guān)研究得知，局部放電現(xiàn)象常常出現(xiàn)于導(dǎo)體邊緣等部位，尤其是氣隙部位。局部放電危害包括：導(dǎo)致設(shè)備絕緣性降低，產(chǎn)生老化問題，造成電能浪費(fèi)。因?yàn)榻橘|(zhì)的擊穿場(chǎng)強(qiáng)，能影響絕緣外皮，基于電壓作用，會(huì)產(chǎn)生非常顯著的破壞力，加快絕緣皮老化。在電能浪費(fèi)上，局部放電導(dǎo)致電能損耗提高。所以要提高對(duì)局部放電的重視，因?yàn)榇嬖谥[蔽性，研究其檢測(cè)技術(shù)尤為關(guān)鍵。電壓開關(guān)柜工作期間，局部放電在很大程度上能影響柜體，主要表現(xiàn)為：設(shè)備絕緣性不足，加快老化，設(shè)備中有著較大能耗。開關(guān)柜電壓較大，一些介質(zhì)擊穿場(chǎng)強(qiáng)較大，使用期間可能影響絕緣外皮，加劇設(shè)備損壞，使絕緣皮老化突出。局部放電還可能造成電能浪費(fèi)，有礙于電力事業(yè)發(fā)展。

3 高壓用電檢查中局部放電檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用探究

3.1 高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

3.1.1 高壓開關(guān)柜的缺陷

雜物入侵以及絕緣問題均會(huì)對(duì)高壓開關(guān)柜運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致其內(nèi)部CT 絕緣擊穿或是瓷瓶套管爆炸等。常見故障原因如下。第一，爬距及空氣間隙較小。這是影響高壓開關(guān)柜絕緣效果的重要因素。針對(duì)手車柜來看，為了全面減小柜體尺寸，一般會(huì)借助縮減柜內(nèi)斷路器的手段完成，能夠隔離插頭相間，然而卻沒有運(yùn)用科學(xué)的措施確保絕緣強(qiáng)度科學(xué)性。第二，生產(chǎn)安裝質(zhì)量不好，或是工藝運(yùn)用不科學(xué)[1]。這二者均和高壓開關(guān)柜安全運(yùn)行存在密切的關(guān)系，若是存在安裝問題，或者是工藝操作失誤，將影響開關(guān)柜耐壓水平，即使其中有些配件能夠滿足耐壓要求，然而卻無法保證開關(guān)柜耐壓性，高壓開關(guān)柜如圖1所示。第三，搭接位置接觸問題。若搭接部位存在接觸不良的情況，隨著接觸電阻的提升，將造成異常發(fā)熱問題，如果情況比較惡劣，會(huì)造成連接部位的設(shè)備受損，甚至可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備燒毀。

3.1.2 檢測(cè)技術(shù)

一是暫態(tài)地電壓檢測(cè)。就開關(guān)柜放電情況來講，在屏蔽連續(xù)時(shí)，不易獲取信號(hào)收集，絕緣部位與終端常常表現(xiàn)出不連續(xù)狀態(tài)。在形成高頻信號(hào)之后，通過傳輸裝置傳遞至外殼。開關(guān)柜工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)的電壓信號(hào)，由電磁波傳遞至金屬鎧裝。由于長(zhǎng)時(shí)間接地，電磁波能及時(shí)感應(yīng)高頻電流，在此期間，結(jié)合電容耦合能及時(shí)檢測(cè)有關(guān)參數(shù)，比如幅值。二是超聲波檢測(cè)。開關(guān)柜運(yùn)行期間，局部放電會(huì)伴隨電荷傳遞，所以局部放電的出現(xiàn)，會(huì)造成應(yīng)力和粒子力失衡，促使振蕩發(fā)生變化。不但會(huì)造成介質(zhì)振動(dòng)，還會(huì)出現(xiàn)聲波信號(hào)。實(shí)際檢測(cè)過程中，利用檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)信號(hào)，能及時(shí)獲取信息，工作效率較高。在進(jìn)行局部放電檢測(cè)時(shí)，結(jié)果受電氣影響較小。不僅如此，一定程度上振動(dòng)及噪聲都會(huì)影響結(jié)果，三是特高頻檢測(cè)。在局部放電產(chǎn)生過程中，會(huì)形成特高頻電磁波信號(hào)。通過有關(guān)傳感器的使用，能夠?qū)τ嘘P(guān)信息開展全面收集與分析，比如相位，可以為判斷放電情況提供依據(jù)。系統(tǒng)中，開關(guān)柜是一種金屬封閉裝置，運(yùn)行期間，信號(hào)通過縫隙傳出，把傳感器布設(shè)于孔隙位置，能全方位收集和研究特高頻信號(hào)，有著較高的靈敏度。

3.1.3 具體應(yīng)用

在用戶供電系統(tǒng)中，高壓開關(guān)柜是關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)電力穩(wěn)定安全性有著較高的要求，但是在長(zhǎng)期運(yùn)用過程中，其內(nèi)部絕緣部分卻極易產(chǎn)生老化問題，導(dǎo)致具體運(yùn)用過程中易產(chǎn)生故障，不利于用戶的使用體驗(yàn)，應(yīng)第一時(shí)間開展局部放電檢測(cè)。比如實(shí)體KYN36A—12開關(guān)柜，在進(jìn)行檢測(cè)過程中，可構(gòu)建局部放電模型，通過懸浮電極、絕緣空穴和金屬等構(gòu)成，將局部放電模型與開關(guān)柜試驗(yàn)區(qū)開展外接線進(jìn)行連接，保證開通額定電壓時(shí)400V 且高壓及頻率分別是150kV 及50Hz，對(duì)其實(shí)施常規(guī)檢測(cè)，對(duì)額定電壓以及高壓條件下局部放電特征進(jìn)行分析，利用局部放電量及電源周期，對(duì)放電脈沖相位實(shí)際情況進(jìn)行分析，從而了解高壓開關(guān)柜使用中安全性能情況以及內(nèi)部絕緣效果[2]。

3.2 電力電纜局部放電檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

3.2.1 檢測(cè)的重要性

一是第一時(shí)間找出安全隱患。基于電纜局部來看，放電現(xiàn)象會(huì)形成比較強(qiáng)的脈沖電流，同時(shí)產(chǎn)生較大的放電現(xiàn)象，這將不利于電網(wǎng)系統(tǒng)順利運(yùn)行，可能會(huì)引起電纜破損，導(dǎo)致絕緣性能下降，甚至可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)等事故。由此，對(duì)電力電纜開展局部放電檢測(cè)，能夠第一時(shí)間找出電纜本身和安裝過程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題，可利用科學(xué)的方式開展處理，從而防止安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。另外，現(xiàn)階段電力系統(tǒng)中主要使用的是星形接地系統(tǒng)，在出現(xiàn)諧振的過程中，絕緣電力電纜極易出現(xiàn)接地故障。開展局部放電檢測(cè)工作，可以第一時(shí)間找出故障形成的原因，同時(shí)開展有效處理，全面確保電網(wǎng)安全。

二是增強(qiáng)產(chǎn)業(yè)管理水平?，F(xiàn)階段，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模逐漸變大，電網(wǎng)建設(shè)過程中，電纜和安裝質(zhì)量都是關(guān)鍵的影響因素。然而一些施工單位想要提高利潤(rùn)，常常會(huì)借助質(zhì)量不合格的材料，因?yàn)椴牧虾凸に嚨挠绊懀谝欢ǔ潭壬显黾恿司植糠烹娍赡苄?，?duì)整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行造成了嚴(yán)重影響，這會(huì)提高后續(xù)管理工作的壓力。對(duì)電網(wǎng)局部開展漏電檢測(cè)，能夠精準(zhǔn)地分析電網(wǎng)材料以及實(shí)際工藝水平，第一時(shí)間找出違規(guī)現(xiàn)象，運(yùn)用科學(xué)的措施來處理，促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)有效運(yùn)行，為其提供良好的保障。

三是實(shí)現(xiàn)和檢修工作的配合。電力電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，維護(hù)檢修工作至關(guān)重要。電力電纜和有關(guān)設(shè)備長(zhǎng)期使用中極易產(chǎn)生故障問題?；诰植糠烹姍z測(cè)技術(shù)的運(yùn)用，不但能及時(shí)找出隱患，還能對(duì)電纜和電力設(shè)備的影響因子開展全面檢查。對(duì)此，在電力電纜系統(tǒng)維修過程中，局部放電檢測(cè)是關(guān)鍵的工作，有助于推動(dòng)電纜穩(wěn)定運(yùn)行，全面控制損失，具有較大的現(xiàn)實(shí)意義[3]。

3.2.2 具體應(yīng)用

針對(duì)局部放電檢測(cè)技術(shù)而言，電力電纜實(shí)際運(yùn)用過程中，通常是讓其在絕緣條件下開展全面檢測(cè)，現(xiàn)階段，電力電纜被廣泛運(yùn)用于我國各個(gè)領(lǐng)域中，給人們的實(shí)際生活帶來了諸多便利，在大量應(yīng)用的過程中，對(duì)電力電纜性能的要求越來越高。在電力電纜檢測(cè)工作中，引入局部放電檢測(cè)技術(shù)，一般會(huì)采取局部放電定位法，但是現(xiàn)階段采取的定位方法主要為時(shí)域反射法，使用的定位工具為脈沖檢測(cè)設(shè)施，將該設(shè)施安裝在電纜的一端，利用脈沖進(jìn)行識(shí)別定位。然后通過局部放電檢測(cè)過程中電纜局部放射脈沖的寬度及上升時(shí)間等因素，對(duì)電力電纜的功能進(jìn)行科學(xué)評(píng)判，所需使用的工具包括變電站等高級(jí)電力設(shè)施，在這之中，電纜檢測(cè)高頻電流傳感器起著關(guān)鍵性的作用，可通過相關(guān)儀器對(duì)局部放電進(jìn)行全面的演示。另外，對(duì)現(xiàn)存電力電纜開展局部放電檢測(cè)，主要是為了防止安全問題的出現(xiàn)，這是非常關(guān)鍵的電力檢測(cè)步驟，應(yīng)開展變電站的巡檢，結(jié)合放電信號(hào)開展有效的評(píng)判，全面確保電纜的安全性能。

3.3 高壓電氣設(shè)備局部放電檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

3.3.1 檢測(cè)技術(shù)

一是特高頻檢測(cè)法。在局部放電檢測(cè)中引入特高頻檢測(cè)法，主要是對(duì)電力設(shè)施的電磁波脈沖值開展分析，以此有效判斷其放電部位，并對(duì)絕緣系統(tǒng)實(shí)效性開展分析。對(duì)于高頻檢測(cè)法而言，其運(yùn)用中涉及的脈沖輻射值非常高，在某種層面來看，該方法對(duì)脈沖輻射檢測(cè)進(jìn)行了優(yōu)化。特高頻檢測(cè)法主要涉及兩種模式，依次是寬頻和窄頻，其數(shù)據(jù)量和靈敏度均非常高，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠第一時(shí)間識(shí)別絕緣部位，該方法一般被運(yùn)用在精密性相對(duì)良好的電氣設(shè)施固態(tài)檢測(cè)工作中。但同時(shí)該方法也有一定的弊端，特高頻檢測(cè)技術(shù)僅能運(yùn)用在特定環(huán)境的檢測(cè)工作中，易被高頻電磁影響，不能對(duì)絕緣設(shè)備老化情況進(jìn)行科學(xué)分析，由此，實(shí)際運(yùn)用過程中常常存在局限性，不能有效發(fā)揮該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)效性。

二是脈沖電流法。其產(chǎn)生時(shí)間比較早，是比較常見的局部放電檢測(cè)技術(shù)，該方法的原理是通過對(duì)脈沖電流的分析，對(duì)絕緣體相位等開展有效判斷。比如體驗(yàn)?zāi)Ｊ较麻_展脈沖電流法的分類，能夠?qū)崿F(xiàn)定量性質(zhì)測(cè)量，有著很強(qiáng)的操作性。在脈沖電流法中，寬頻和窄頻檢測(cè)法有著普遍的運(yùn)用。其優(yōu)勢(shì)在于有著較強(qiáng)的便捷性，具有直觀的效果，檢測(cè)效率比較高，其不足之處是抗干擾能力不好，容易被外部因素所影響，不能獨(dú)立開展局部放電檢測(cè)。

三是射頻檢測(cè)法。采集電磁波信號(hào)，研究檢測(cè)信號(hào)頻譜。關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于開展檢測(cè)時(shí)，無須對(duì)設(shè)備開展斷電操作，也就是設(shè)備處于正常工作狀態(tài)時(shí)，通過射頻檢測(cè)法能夠?qū)ζ溟_展檢測(cè)。該方法有著較好的靈敏度，能夠有效反映破損程度。該方法不足之處是需要設(shè)備有著較高精度，且容易被外界干擾，適用于多點(diǎn)局部放電裝置的運(yùn)行中，其他運(yùn)用還有待深入開發(fā)[4]。

3.3.2 具體應(yīng)用

對(duì)于大部分高壓電氣設(shè)備而言，實(shí)際進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，常常會(huì)產(chǎn)生斷電及異常放電等問題，利用局部放電檢測(cè)技術(shù)開展監(jiān)測(cè)工作時(shí)，可借助動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方式，對(duì)高壓電氣設(shè)備產(chǎn)生的局部放電量及放電電流等數(shù)值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以此對(duì)電氣設(shè)備的性能開展科學(xué)判斷，全面了解電氣內(nèi)部絕緣情況?；诟邏弘姎庠O(shè)備中引入局部放電檢測(cè)技術(shù)，主要是通過耦合電容開展高頻脈沖信號(hào)的耦合，同時(shí)獲取耦合中獨(dú)立相連信號(hào)，在這一過程中應(yīng)用的耦合通常都與繞組的母線連接在一起，開展信號(hào)之間的傳遞及轉(zhuǎn)換。對(duì)于耦合電容連接的設(shè)備，一般會(huì)呈現(xiàn)在檢測(cè)主機(jī)上，對(duì)檢測(cè)獲取的全信號(hào)子項(xiàng)目開展全面分析，結(jié)合檢測(cè)主機(jī)呈現(xiàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)及變化趨勢(shì)，對(duì)高壓電氣設(shè)施內(nèi)部絕緣情況開展有效判斷，同時(shí)開展后續(xù)報(bào)警裝置的安裝，保證設(shè)備的報(bào)警系數(shù)的準(zhǔn)確性，增強(qiáng)其在實(shí)際運(yùn)用過程中的安全可靠性。

4 結(jié)語

在進(jìn)行高壓用電檢查時(shí)，引入局部放電檢測(cè)技術(shù)，應(yīng)注重高壓脈沖信號(hào)，這是局部放電檢測(cè)的關(guān)鍵內(nèi)容。伴隨信息技術(shù)的進(jìn)步，電信號(hào)進(jìn)行處理后，會(huì)變成更為直觀的數(shù)據(jù)，有利于人們更好地分析，可以在一定程度上降低設(shè)備性能分析的難度。在這一過程中，局部放電技術(shù)涉及的技術(shù)類型比較多，對(duì)高壓用電項(xiàng)目的作用也存在區(qū)別，有關(guān)工作者在進(jìn)行檢測(cè)工作時(shí)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際需要來選取，保證全面發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用，同時(shí)還應(yīng)持續(xù)開展技術(shù)創(chuàng)新，從而推動(dòng)高壓電氣相關(guān)工作的順利實(shí)施。