水電站電氣檢測與應用

鄧縣芳

摘 要：電力能源是社會發展必不可少的重要能源。電氣檢測的核心在設備，設備的正常運行是一切工作正常進行的前提。文章介紹了預防性試驗對水電站建設的重要性，同時給出有關設備局部放電的檢測方法，為增強電氣設備安全運行提供了些許參考。

關鍵詞：水電站；電氣；檢測

1 水電站電氣設備進行預防性試驗工作的重要性

（1）試驗工作時提升水電站管理水平的重要環節。水電站的運行工作需要進行安全維護，而關鍵就在于電氣設備的維護。加強水電站電氣設備的預防性試驗能增加其管理水平，保證工作運行高效，能源產生傳送安全，經濟快速發展。（2）試驗工作能夠保障水電站設備的安全運行。電氣設備是關鍵，是核心。加強水電站設備的預防性試驗工作，探查設備的運行狀況，且對于長期使用的水電站電氣設備認真檢查，對保證水電站正常工作具有重大意義。預防性試驗能夠及時發現設備在投入正常運行后可能出現的故障及問題且及時作出處理，避免造成大的人力財力損失，有效阻止安全事故發生。（3）試驗工作能夠適應電力企業安全生產需要。企業在進行安全生產時，在看重經濟效益的同時，更要注重生產的安全性。只有保證企業生產過程的安全性，才能保證企業能夠有穩定的經濟效益。保證設備的安全工作，就能保證系統的安全運行，進而使其能夠安全有效的生產。

2 水電站預防性試驗的分類

（1）非破壞性試驗。非破壞性試驗是指不會對電氣設備造成更嚴重破壞的試驗。這種試驗通常是通過較低的試驗電壓來完成的，且在這類電壓的作用下，電氣設備不會因電壓的大小對電氣設備產生二次損害或者是更嚴重的傷害。非破壞性試驗能夠有效發現設備中可能存在的故障和劣化現象。破壞性試驗常用的方法有兩類：測量設備的泄露電流和測量設備的絕緣電阻，具體方法是測量絕緣電阻。這是最常用的試驗方法，利用兆歐表測量。根據測得的數據可以觀測或推斷設備存在的一些缺陷。然后，據所得的缺陷即可進行相應的維修，保證設備穩定運行。測量泄露電阻。原理同測量絕緣電阻類似，但是相比較上一條，其有以下優勢：可隨意調節試驗電壓；可以通過單位換算把測量電流值換成絕緣電阻值，而通過兆歐表則不能逆行；可以通過伏安特性曲線關系測量吸收比來判斷設備可能存在的絕緣缺陷。（2）破壞性試驗。破壞性試驗是指通過對水電站電氣設備施加高壓，試驗設備在較高壓及條件惡劣的危險情況下是否有缺陷存在。因此，此種試驗方法對設備絕緣可靠性的要求非常嚴格。破壞性試驗通常分為以下兩類：交流耐壓試驗和直流耐壓試驗。交流耐壓試驗能夠進一步診斷出電氣設備的絕緣缺陷，是鑒定絕緣強度最有效直接的方法，其有效實行能夠保證設備絕緣效果、避免發生事故。直流耐壓試驗能夠發現設備的絕緣劣化、受潮，同時對設備的某些局部絕緣缺陷也有特殊檢測的效果。這兩種試驗方法相輔相成，共同使用，不能只使用其中一種方法，這樣就能更大可能的保證設備運行的安全性。

3 局部放電檢測

3.1 局部放電的檢測概況

水電站電氣設備絕緣內部會存在不完善的地方或者長期受外界環境干擾，外界施加一定電壓下會發生局部和重復的擊穿和熄滅現象，而這種現象就稱作局部放電。短期內，這種現象不會對電氣設備的工作產生多大影響，但如果長期作用下去，將會使得整個系統的絕緣都會被破壞，最終導致設備癱瘓，供電中斷。當絕緣介質內部局部放電時，會產生類似電脈沖、電磁波放射的有電現象，也會產生如光、熱、氣壓變化等現象。目前，針對這些現象的檢測技術分為兩個部分：信號的提取和信號的分析。

3.2 電信號的提取

（1）脈沖電流法。當水電站電氣設備絕緣介質內部發生局部放電現象時，會伴隨脈沖電流，通過檢查該電流就能夠確定放電的電量數。圖2所示為一般測量局部放電回路簡圖，Cx表示被試品的電容，Ck表示耦合電容，Zm表示測量阻抗，Z表示低通濾波器，A表示放大器，M表示測量儀器。

該方法使用范圍較廣，可用于電氣設備局部放電的大多數場合測量工作。它能夠測量局部放電的值，且工作電路簡單，但測量精度不算精確，不能確定局部放電點的具體位置。

（2）超聲波法。局部放電產生的聲波，通過檢測該聲波，判斷設備局部放電的大小及位置，然后對信號進行分析探討就能夠判斷是否有局部放電現象發生。具體工作方法是將超聲傳感器固定于電氣設備的外殼上，采用壓電晶體作為電-聲換能器，然后將聲波信號轉化為電信號，并放大后通過電纜傳送至監測系統。該工作方法的精度很高，能有效地鑒定局部放電位置，且其抗電磁干擾能力很強。但因局部放電聲波的傳播情況復雜，所以，定量工作難以保證。

（3）光學法。光學法通過局部放電過程中不同的發光現象來進行檢測。不同放電形式發出的光波波長有差異，比較弱小的電暈放電，所發出的光波長較短，小于400nm，顏色呈現紫色居多，大部分屬于紫外線范圍。而對于放電情況較強的火花放電，其波長可超過700nm，顏色也呈現橘紅色，大部分屬于可見光范圍。此工作方法的靈敏度高，可準確確定局部放電的位置，且抗干擾性能優良。缺點是對非透明裝置的局部放電現象無能為力。

4 局部放電的分析

（1）模擬帶通濾波器運用。此種方法是最常用的干擾抑制方法，在脈沖電流法當中，選擇合適的濾波器頻帶范圍可有效地抑制來自電源的干擾。（2）數字濾波技術運用。此種方法是運用軟件的方法來抑制干擾。和前面一種方法相比，它具有可任意改變其數目、中心頻帶和帶寬的優點。（3）小波分析技術運用。小波分析的特點受惠于工程技術應用領域，有時間域自變量及頻域自變量的運算和內積，從而達到可測能量有限的全體信號的集合。不僅有優良的頻域分析能力，而且具有優良的線性相位特性，能夠在不改變信號可評估性的同時進行噪聲抑制。基于小波分析的噪聲抑制的理論是多分辨分析，然后選取適當的閾值，對小波分解系數進行閾值量化，最后再對高低頻系數重構，實現信號的去躁，最終實現局部放電信號的提取。

5 結束語

韶關地處粵北山區，中小水電站已成為本地區經濟發展的重要支柱。電氣檢測與應用在中小型水電站技術成熟情況，直接影響水電站檢修人員安全及管理人員的技術。目前在本地區已有許多水電站采用，包括南雄瀑布水電站、始興墨江閘壩水電站和乳源泉水電站等。據上述電站現場運行資料反映，安全操作檢測數據可靠。一是提高了勞動生產率，二是增加了運行水電站技術人員知識，三是增加了水電站生產檢測人員安全措施。因此保障水電站設備的安全運行在本地區具有顯著的重要性。水電站電氣設備的絕緣預防性試驗對整個系統的安全穩定工作有著舉足輕重的作用，同時，對電氣設備進行的局部放電檢測工作也同樣重要。運用文中所述的工作方法，提高工作人員的職業素質、職業能力，保證工作進行時的認真態度，做好電氣設備的絕緣預防性工作和局部放電檢測工作對水電站的建設工作，對國家電力事業的建設工作都有非常重要的意義。

參考文獻

[1]鄒祖冰.大型水電站電氣設備局部放電的檢測初探[J].水電廠自動化，2008（2）：44-47.

[2]劉翔，趙貝，竇興坡.淺談小型水電站電氣設備預防性試驗[J].黑龍江科學，2014（3）：227-229.

[3]王元文.電氣設備局部放電的檢測及在官地水電站的應用[J].中國水能及電氣化，2013（12）：36-38.