韓日東

(國網山東省電力公司煙臺供電公司 山東煙臺 264000)

摘要:  隨著社會經濟不斷發展和科學不斷進步,電力成為人們日常生活中不可或缺的重要組成部分,電力技術也在不斷和創新。帶電檢測技木逐漸取代了傳統的停電檢測方式,且被廣泛應用于電力系統中,帶電檢測技術的應用能夠非常全面地反映出電網設備的這行狀態,使人們可以第一時間解決出現的問題,確保電力系統能夠穩定、可靠地運行。

關鍵詞:  變電設備;局部放電;帶電檢測技術

引言

局部放電作為一種脈沖放電,會在變電站設備內部和周圍空間產生一系列的光、聲音、設備和機械的振動等物理現象和化學變化。這些伴隨局部放電而產生的各種物理和化學變化可以為監測電力設備內部絕緣狀態提供檢測信號。目前局部放電帶電檢測技術已經逐漸取代傳統的停電檢測方法在變電站設備狀態檢測中得到了非常廣泛的應用。

1局部放電帶電檢測技術

1.1脈沖電流法(電荷法)

脈沖電流法是研究最早、應用最廣泛的一種檢測方法,IEC-60270為IEC正式公布的局部放電測量標準。脈沖電流法測量系統實際測量的結果是外部電路因感應電荷重新分布而形成的脈沖電流。又稱電荷法。脈沖電流法經檢測阻抗或電流傳感器,檢測試品回路中出現的脈沖電流(脈沖電壓),并通過注入的標準電荷標定得出試品視在放電量(電荷)。

1.2 GIS超高頻局部放電檢測

當氣體絕緣金屬封閉開關設備中出現絕緣缺陷時,在外加的高壓電場作用下,電子將被剝離(原子)并在外電場的作用下做加速和減速運動,形成局部放電脈沖。由于電子運動的速度的變化,放電通道對外要發射電磁波。電磁波向GIS腔體兩側傳播,在傳播的過程中電磁波將在GIS的不連續處經歷反射和透射,信號能量會隨傳播距離的增加而衰減。當電磁波傳播到局部放電傳感器(接收天線)處,通過耦合從傳感器中將輸出一個電壓信號,并被存儲和分析。該檢測方法檢測靈敏度高、信號傳輸衰減慢、現場該頻段干擾小、不受機械干抗、可以實現快速定位。

1.3超聲法

聲波的產生也是開關柜局部放電的明顯特征。開關柜在局部放電的過程中產生的聲波是頻譜比較寬的聲波,從幾十赫茲到幾兆赫茲不等,跨越性比較大,通常情況下人的耳朵可以聽到低于20kHz的信號頻率,如果信號頻率高于20kHz那么人耳是聽不到的,這時就需要借助超聲波傳感器對信號進行接收。超聲波傳感器的工作原理是首先利用超聲探頭對信號進行接收,經過一系列的處理之后以聲壓的形式反映出來,與此同時再將其轉換成人的耳朵可以聽到的信號頻率。因此,工作人員可以通過聲音信號來對設備是否存在放電問題進行系統的分析與判斷。另外,根據我國電力檢測的有關規定,超聲波的檢測周期應該按以下標準:如果變電設備為新設備,根據規定應該在設備投入運行一星期之內對其進行超聲波的檢測;設備在運行過程中也應該按規定標準進行檢測,一般在半年到一年的時間內對設備進行一次檢測;如果設備運行出現故障或運行不良時也應該檢測一次。另外,在檢測的過程中應該特別注意,每一次檢測對于同一站的所有開關柜所使用的檢測儀器應該相同。當采用超聲波的方式對變電設備進行局部放電檢測時,檢測依據主要是工作人員從耳機中聽到的聲音信號,超聲波檢測技術實際上就是對聲音信號的檢測,對耳機中檢測的聲音信號進行判定,從而判斷出變電設備是否存在放電問題。

1.4特高頻檢測定位

一般情況下,特高頻電磁信號本身就擁有較強的抗干擾能力,加之電磁波在變壓器中具有較快的傳播速度,這些特征都為其準確定位奠定了基礎,但是高頻電磁波也有一定的缺陷,就是無法穿透金屬完成傳播,遵循幾何繞射理論,而電力變壓器內部結構復雜,絕緣紙板、繞組等都會影響電磁波的傳播路徑,有必要探討影響UHF電磁波傳播的影響因素。以油紙復合絕緣介質為例,電磁波在其中的傳播損耗較小,但是在良導體中的傳播大都發生了反射。如果在放電源和特高頻傳感器之間放置鐵心及變壓器線圈等進行對比試驗,發現變壓器鐵心等實體金屬對電磁波造成強烈衰減,信號首峰難以分辨,而電磁波可有效穿越繞組線圈并接近直線傳播。雖然針對現場電力變壓器局部放電定位問題,許多研究人員開發出多種定位算法與時延估計方法,但仍與實際放電位置有很大誤差。

1.5 GIS設備狀態監測中運用帶電檢測技術

(1)GIS設備狀態監測中紅外線成像帶電檢測技術的應用

所謂紅外線帶電檢測技術就是將不可見的紅外輻射來做成可見圖像的轉換。GIS設備檢測點物體的紅外輻射通過鏡頭聚焦可以表現在探測器上面,紅外線探測器會將紅外輻射信號轉化為電信號,放大電信號并在熱像儀上面數字化處理成電子部分,以便可以轉換成可觀察到的紅外圖像在顯示器上。然而由于GIS設備具有一定的緊密性以及緊湊性,另外SF6氣體具有較強的傳熱性能,因此紅外測試手段在GIS設備上的檢測效果并不良好。根據應用實踐可知,紅外線成像帶電檢測技術可以針對避雷器氣室缺陷以及PT問題進行有效檢測,同時利用該種帶電檢測技術來可以對加熱裝置的故障問題進行檢測。

(2)GIS設備狀態監測中氣體泄漏帶電檢測技術的應用

測試GIS設備氣體泄漏問題時,傳統的局部包扎測試方法很難有效的實現檢測目的。而伴隨著我國逐漸增加的GIS氣室,對巡檢氣體泄漏的工作的質量要求逐漸提高,而目前解決該類問題的主要方案就是采用激光檢漏儀來對氣體泄漏情況進行檢測。