電網設備現場檢測中多技術聯合狀態檢測的應用

丁頌群

摘 要：文章對電網設備現場檢測的必要性及常用檢測技術的原理、適用范圍，并結合實際案例，探討多技術聯合狀態檢測方法的實踐應用，旨在聯合多種檢測技術的優勢，提升狀態檢測的準確性、減少檢修成本。

關鍵詞：電網設備；現場檢測；超聲波技術；狀態檢測

中圖分類號：TM721 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）12-0041-02

電力是當前社會的主要能源，供電質量對社會生產和人們的生活質量具有重要影響。隨著人們生活水平的不斷提升，傳統的定期停電檢修模式已經不能滿足人們對于供電質量的需求[1]?，F在多采用現場檢測技術對運行狀態下的電力設備進行檢測，從而提高設備的可靠性，確保供電質量。所謂現場檢測技術，是指在不停電的狀態下完成對電力設備的檢測。目前常見的現場檢測技術包括特高頻、高頻、紅外線、超聲波、色譜分析等。不同檢測技術側重點不同，在設備檢測中，聯合應用多種技術，不僅能夠提升檢測效率，還能簡化工作流程，提高工作效率。

1 電網設備現場檢測的必要性

由于電網設備長期在高溫、磁場等特殊環境中持續運行，很容易出現設備老化、磨損等問題，影響設備性能。例如，有一部分設備的絕緣材料由于高溫作用，內部結構會發生變化，大大降低了絕緣性能，最終導致電力事故的發生；一部分設備在露天環境下工作，受到外界污染物不斷侵蝕，很容易導致設備表面出現腐蝕，引發放電事故；還有一部分設備內的導電材料在長期熱負荷的作用下會發生大面積氧化，使設備的性能下降。由于這些過程都是緩慢發生的，設備使用時間越長，其性能下降速度越快，越容易發生電力故障，影響電力系統的正常運行。因此，有必要對電網設備進行檢測，及時了解設備的性能，才能確保供電質量，減少事故的發生[2]。通常來講，電網設備的檢測工作都是在電力系統運行狀態下進行的，這樣不僅能更直觀的了解設備運行情況，還不會影響供電質量。

2 常見狀態檢測技術分析

2.1 特高頻檢測技術

此技術常被應用到GIS類的電力設備檢測中。這是因為GIS類設備的各種形式放電現象（例如雜質粒子放電、電暈、環氧樹脂內部氣隙放電等）持續時間都很短，其脈沖電流甚至可以達到ns級，產生大量的特高頻電磁信號，這些電磁信號會在設備的介質中勻速傳播。特高頻檢測技術就是利用最小光程差原理，測定這些電磁信號到達不同測點的時延，確定放電位置。然而，由于電力設備結構復雜，電磁信號傳播過程中也會出現衰減現象，需要根據檢測現場的實際情況綜合分析[3]。

2.2 高頻檢測技術

高頻檢測技術一般用來檢測頻帶在幾百赫茲到幾十赫茲之間的電磁信號，目前多用在高壓電纜以及電容設備的狀態檢測中。高頻檢測技術利用HFCT（高頻電流傳感器）從需檢測設備中提取信號，然后采用濾波、信號特征提取、頻譜分析等技術去除信號中的噪聲，從而識別放電類型，找出設備存在問題[4]。

2.3 紅外測溫技術

此技術多應用在電力設備絕緣故障的檢測中。紅外測溫技術能夠測定電力設備內部絕緣介質的溫度分布情況，從而發現電力設備的絕緣故障。

2.4 超聲波檢測技術

一般來講，正常的機械振動與電磁振動的頻率都不會超過10 kHz，超聲波檢測技術主要對頻率超過20 kHz的信號進行檢測，可以避免外部因素的干擾，實現快速、準確檢測。其具體檢測方法是：將傳感器鐵道需檢測設備表面，收集設備的放電信號，然后通過放大、濾波、檢波等技術，對收集到的信號進行分析，判斷電力設備是否發生局部放電問題[5]。然而由于超聲波檢測是用探頭收集設備表面的放電信號，這些信號經過絕緣介質到達表面后會嚴重衰減，只適合檢測局部放電現象較為嚴重的電力設備。

2.5 化學檢測法

一些電力設備（例如GIS設備和SF6斷路器）發生局部放電時，產生的電量會促使SF6氣體發生分解，產生SF4、HF、SO2等氣體。采用化學分析方法對這些氣體設備進行檢測，也可以檢測出電力設備內部是否發生局部放電[6]。

此外，也可以通過對設備中油樣的色譜檢測，了解電力設備的運行狀態。

3 多技術聯合狀態檢測的實踐應用

3.1 紅外熱像技術與化學檢測法聯用

2013年4月份的某天下午，在對某變電站進行狀態檢測時，紅外測溫時發現530電流互感器C相膨脹器與本體連接處熱點溫度為58.2 ℃，A，B兩相均為18 ℃。次日采用化學檢測法對設備油樣進行色譜檢測，發現油樣中氫氣與乙炔含量嚴重超標。繼續使用紅外熱像技術對電流互感器進行檢測，其C相膨脹器與本體連接處熱點溫度已達到95 ℃，如圖1所示，A，B兩相也升高到35 ℃。由此判定電力系統存在危險隱患，需要立即停電處理。

停電后對互感器C相進行詳細的檢測（測試內容包括直流電阻、絕緣電阻、高壓介損等），檢測結果顯示：電力互感器2組一次繞組存在嚴重灼燒痕跡，且處于松動狀態。將此處進行加固處理后測量一次繞組的直流電阻值，測量結果為99 μΩ。結合紅外測量結果與色譜檢測結果，判定此次故障原因為一次繞組出螺絲松動，導致電阻過大，導致設備過熱。

3.2 特高頻、高頻、超聲波檢測技術聯用

案例一：在2010年某天，采用高頻檢測技術對變壓器進行局部放電檢測，發現變壓器110 kV側C相的信號幅值高達2 V，A相與B相的最大幅值也高達0.8 V、0.9 V。由于三相都具有明顯的放電特征，且C相最高，初步判定C相出現局部放電現象。繼續采用特高頻法和超聲波法對變壓器檢測，檢測結果與最開始基本一致。隨后使用超聲波技術對變壓器的本體和電纜倉進行檢測，檢測結果顯示：變壓器本體、A相、B相電纜倉處皆無超聲波信號。最后對C相進行詳細檢測，布置6個超聲波探頭立體定位，最終確定放電位置。

在本次狀態檢測中，充分利用了特高頻技術、高頻技術、超聲波技術的特點，通過數據分析初步確定放電部位，并利用超聲波技術立體定位，找出放電的具體部位。

案例二：2013年某天，采用特高頻技術對某220 kV變電站進行檢測，發現主變110 kVB相電纜終端存在高頻局部放電信號。隨后采用超聲波技術對此處進行定位檢測，確發現放電部位處在尾管中部外側。停電后對變壓器進行解體檢查，確定放電部位處在電纜終端應力錐上。進一步采用超聲波技術對放電部位進行定位，最終找出具體的放電位置，將應力錐拆下以后，在此處發現三處放電痕跡。

4 結 語

電網設備對整個電力系統的安全、穩定運行具有決定性影響。做好電力設備的現場檢測工作，不僅是確保供電質量的需求，也是減少檢修成本的重要途徑。電力工作者應當強化自身的技術水平，充分了解各種檢測技術的適用范圍，合理選擇檢測技術，才能安全、快速、有效的完成電力設備的現場檢測工作。

參考文獻：

[1] 張哲軍.引入推理模型的大型電網設備的故障檢測方法[J].科技通報，2014，（2）.

[2] 任雙贊，張默涵，詹世強，等.帶電檢測技術在電網設備運行維護中的應用[J].南方能源建設，2015，（2）.

[3] 羅嘉，周懿，王建軍，等.面向電網安全穩定的發電設備遠程監測與診斷平臺[J].中國電力，2015，（7）.

[4] 何喜梅，王志惠，楊小庫，等.CR技術在電氣設備檢測中的典型應用[J].高壓電器，2014，（6）.

[5] 馬維青，于瑤章，張瑞芳.基于動態變權層次分析法的電網設備狀態評價[J].電子測試，2015，（4）.

[6] 郝志剛，梁基重.可視化檢測技術在山西電力系統設備狀態檢修中的應用[J].山西科技，2013，（3）.