韓日東

(國網(wǎng)山東省電力公司煙臺(tái)供電公司 山東煙臺(tái) 264000)

摘要:  隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和科學(xué)不斷進(jìn)步,電力成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹匾M成部分,電力技術(shù)也在不斷和創(chuàng)新。帶電檢測技木逐漸取代了傳統(tǒng)的停電檢測方式,且被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中,帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用能夠非常全面地反映出電網(wǎng)設(shè)備的這行狀態(tài),使人們可以第一時(shí)間解決出現(xiàn)的問題,確保電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。

關(guān)鍵詞:  變電設(shè)備;局部放電;帶電檢測技術(shù)

引言

局部放電作為一種脈沖放電,會(huì)在變電站設(shè)備內(nèi)部和周圍空間產(chǎn)生一系列的光、聲音、設(shè)備和機(jī)械的振動(dòng)等物理現(xiàn)象和化學(xué)變化。這些伴隨局部放電而產(chǎn)生的各種物理和化學(xué)變化可以為監(jiān)測電力設(shè)備內(nèi)部絕緣狀態(tài)提供檢測信號(hào)。目前局部放電帶電檢測技術(shù)已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的停電檢測方法在變電站設(shè)備狀態(tài)檢測中得到了非常廣泛的應(yīng)用。

1局部放電帶電檢測技術(shù)

1.1脈沖電流法(電荷法)

脈沖電流法是研究最早、應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)。脈沖電流法測量系統(tǒng)實(shí)際測量的結(jié)果是外部電路因感應(yīng)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(jīng)檢測阻抗或電流傳感器,檢測試品回路中出現(xiàn)的脈沖電流(脈沖電壓),并通過注入的標(biāo)準(zhǔn)電荷標(biāo)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(dāng)氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備中出現(xiàn)絕緣缺陷時(shí),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(yùn)動(dòng),形成局部放電脈沖。由于電子運(yùn)動(dòng)的速度的變化,放電通道對(duì)外要發(fā)射電磁波。電磁波向GIS腔體兩側(cè)傳播,在傳播的過程中電磁波將在GIS的不連續(xù)處經(jīng)歷反射和透射,信號(hào)能量會(huì)隨傳播距離的增加而衰減。當(dāng)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(gè)電壓信號(hào),并被存儲(chǔ)和分析。該檢測方法檢測靈敏度高、信號(hào)傳輸衰減慢、現(xiàn)場該頻段干擾小、不受機(jī)械干抗、可以實(shí)現(xiàn)快速定位。

1.3超聲法

聲波的產(chǎn)生也是開關(guān)柜局部放電的明顯特征。開關(guān)柜在局部放電的過程中產(chǎn)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(hào)頻率,如果信號(hào)頻率高于20kHz那么人耳是聽不到的,這時(shí)就需要借助超聲波傳感器對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收。超聲波傳感器的工作原理是首先利用超聲探頭對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收,經(jīng)過一系列的處理之后以聲壓的形式反映出來,與此同時(shí)再將其轉(zhuǎn)換成人的耳朵可以聽到的信號(hào)頻率。因此,工作人員可以通過聲音信號(hào)來對(duì)設(shè)備是否存在放電問題進(jìn)行系統(tǒng)的分析與判斷。另外,根據(jù)我國電力檢測的有關(guān)規(guī)定,超聲波的檢測周期應(yīng)該按以下標(biāo)準(zhǔn):如果變電設(shè)備為新設(shè)備,根據(jù)規(guī)定應(yīng)該在設(shè)備投入運(yùn)行一星期之內(nèi)對(duì)其進(jìn)行超聲波的檢測;設(shè)備在運(yùn)行過程中也應(yīng)該按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測,一般在半年到一年的時(shí)間內(nèi)對(duì)設(shè)備進(jìn)行一次檢測;如果設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障或運(yùn)行不良時(shí)也應(yīng)該檢測一次。另外,在檢測的過程中應(yīng)該特別注意,每一次檢測對(duì)于同一站的所有開關(guān)柜所使用的檢測儀器應(yīng)該相同。當(dāng)采用超聲波的方式對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行局部放電檢測時(shí),檢測依據(jù)主要是工作人員從耳機(jī)中聽到的聲音信號(hào),超聲波檢測技術(shù)實(shí)際上就是對(duì)聲音信號(hào)的檢測,對(duì)耳機(jī)中檢測的聲音信號(hào)進(jìn)行判定,從而判斷出變電設(shè)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(hào)本身就擁有較強(qiáng)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(zhǔn)確定位奠定了基礎(chǔ),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(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,絕緣紙板、繞組等都會(huì)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(fù)合絕緣介質(zhì)為例,電磁波在其中的傳播損耗較小,但是在良導(dǎo)體中的傳播大都發(fā)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(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)變壓器鐵心等實(shí)體金屬對(duì)電磁波造成強(qiáng)烈衰減,信號(hào)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(duì)現(xiàn)場電力變壓器局部放電定位問題,許多研究人員開發(fā)出多種定位算法與時(shí)延估計(jì)方法,但仍與實(shí)際放電位置有很大誤差。

1.5 GIS設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中運(yùn)用帶電檢測技術(shù)

(1)GIS設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中紅外線成像帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用

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

(2)GIS設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中氣體泄漏帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用

測試GIS設(shè)備氣體泄漏問題時(shí),傳統(tǒng)的局部包扎測試方法很難有效的實(shí)現(xiàn)檢測目的。而伴隨著我國逐漸增加的GIS氣室,對(duì)巡檢氣體泄漏的工作的質(zhì)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(duì)氣體泄漏情況進(jìn)行檢測。