帶電檢測技術在變電運維中的應用

摘要：在變電運維過程中多種因素均會引發運行事故的發生，因此需要加強檢測工作，如應用帶電檢測技術保證事故的及時發現和解決。文章所述研究對常見帶電檢測技術類型進行分析，并就帶電檢測技術在變電運維中的應用進行探究，為相關人士提供參考。

關鍵詞：變電設備；帶電檢測技術；在線監測裝置；變電運維；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM73 文章編號：1009-2374（2017）11-0096-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.049

隨著我國社會經濟的快速發展，人們的生活水平不斷提高，因此對于電力系統提出了更高的要求，在保證供電量的同時也需保證供電質量。為此我國加大了電力系統建設力度，在擴大建設規模的同時也積極引進新型檢測技術對系統運行狀態進行實時觀測。電力系統主要包括發電、變電、輸電以及配電四個部分，而變電運維對電力系統運行質量有著決定性影響，為此需要對變電進行實時監控，并引用先進技術保證監測質量。帶電檢測技術的應用對于變電運維工作有著重要影響，需加強研究。

1 變電運維帶電檢測技術優勢

變電運維帶電檢測技術的應用可以發現人眼以及耳朵不能發現的問題，且可以提前發現變電運維中存在的安全隱患，檢測流程如圖1所示。針對檢測中存在的問題進行帶電作業處理，可在一定程度上保證變電設備處于健康狀態。首先，帶電檢測的進行無需停電，不會對周邊居民生活和工廠生產造成影響，且檢測操作便捷、安全。設備監測工作可以與日常巡視工作同步進行，保證在設備安全運行的同時避免因為停電給用電客戶帶來用電問題，這為電力用戶帶來了極大的便利；其次，檢測設備的運行狀態，例如可對絕緣的缺陷度進行檢測和診斷。很多變電站設備若處于運行狀態下則不能對其檢測狀態進行判斷，處于運行狀態也不能靠近，安全隱患難以發現。巡檢儀的使用便可對絕緣缺陷進行檢查，收集檢測數據并直接生成數據文檔，便于管理與分析。然后，試驗周期也可對設備運行狀態進行調整，這樣便可及時發現絕緣隱患，了解設備缺陷的實際情況以及變化趨勢。

2 帶電檢測技術分類

2.1 紅外線成像

紅外線成像監測技術如圖2所示，可將其應用于變電電氣設備因為電阻損耗和介電損耗等多重原因引發的局部溫度快速升高的監測。但是紅外線成像技術也存在不足，如紅外線的穿透能力較差，所以如果需對較為復雜的電氣設備進行故障檢測，并且故障的發生位置和電氣設備的表面距離較遠，則使用紅外線成像技術的檢測效果較差。

2.2 暫態地電壓檢測技術

局部放電過程中會產生電磁波，當電磁波通過檢測設備傳至地面就會產生暫態電壓脈沖。若發生局部放電故障，帶電設備就會將電子傳送至相應的位置，在傳送過程中會伴隨著電磁波。由于電磁傳播過程中會產生趨膚效應，電磁波會先傳送至金屬物體，因此很多電磁波信號會被金屬物質阻隔。若電磁波從設備內部向外傳送過程中與金屬物質接觸，則會產生瞬間電壓信號，即暫態地電壓。暫態地電壓技術在實際操作過程中需要采用專用的檢測設備進行監測，且主要的檢測位置有開關柜、環網柜以及配電網等位。安裝在被測設備表面的暫態地電壓傳感器獲得一定的電壓時間差，這樣就可以確定局部放電發生的具體位置，依此對局部位置進行深入調查，并對放電的強度、頻率等進行監測。暫態地電壓以及局部放電強度均與其傳播息息相關，尤其是衰減程度、局部放電位置、被測設備的內部結構和被測設備的外部縫隙等有直接關聯。一般情況下，放電位置之間的間隔距離越小，則暫態地電壓傳感器檢測獲得的暫態電壓數值就會越高。另外，暫態地電壓信號與局部放電活動程度也有所關聯，其關系可用dB/mV表示。

2.3 避雷器帶電測試技術

避雷器帶電測試適用于無間隙的金屬氧化物避雷器，對各運行參數進行測試，及時了解避雷器的運行狀態，運行參數中總泄漏電流數值在一定程度上可以反映避雷器的絕緣能力，而阻性泄漏電流數值可以反映絕緣性質量。避雷器帶電測試過程中因為存在多種影響因素，為了保證測試結果準確可參考，可以采用補償法測量阻性泄漏電流，以有效抵抗外部干擾，保證檢測質量。同時對避雷器阻性電流檢測結果中紅外數據存在異常的，可以對其內部的受潮情況進行初步判斷，在必要時停止供電進行解體。

3 變電帶電檢測技術應用實例分析

本次研究以某500kV變電站為例，對其變壓器的內部缺陷進行帶電檢測。于2013年將變壓器投入運行，在運行過程中技術人員需要依據相關技術要求對主變壓器實施檢測內容。在實際作業過程中，檢測人員發現主變壓器油箱出現了氣體溶解的問題，監測數據也存在異常。本次檢測內容詳細如下：

3.1 設備跟蹤試驗情況

通常情況下，為了保證變壓器的運行狀態良好，需在變壓器投入運行的1d、4d、10d、30d進行檢查，因為本次研究對象變電站中變壓器出現了氣體溶解現象，需對其運行參數進行監測，保證其運行狀態良好。本次檢測過程中，技術人員對2號變壓器進行檢測時發現，1d檢測數據沒有發現異常，變壓器運行良好，4d時發現油中溶解氣體檢測結果中三相本體油中存在C4H2。為了就部分C4H2的存在是否會對變壓器設備運行造成影響，技術人員進行跟蹤觀測，并每日都詳細記錄檢測數據，納入工作日志。15d后，技術人員對絕緣油進行了色譜檢測，檢測結果詳細如下：A相0.61υL/L、B相0.17υL/L、C相0.25υL/L。技術人員就檢測結果繪制了曲線圖，如圖3、圖4所示。由圖3、圖4可知，A相特征氣體在15d左右的檢測中其含量不斷提高，B相氣體趨于穩定，C相氣體也逐漸在增長，但是增長速度緩慢。由此確定2號主變壓器運行中存在故障，會出現低能放電現象。為了保證電力系統整體運行穩定，需要對電力設備進行全面檢查，加強對檢測數據的分析研究，發現問題并及時解決問題。

3.2 電氣試驗情況

3.2.1 變壓器鐵心接地電路測試。在該檢測內容實施過程中，為了給電力檢測工作的開展提供有力條件，有效控制檢測人員檢測結果誤差，需注重檢測過程的控制。基于此，本次檢測中技術人員給出的檢測結果如下：A相11.1mA、B相11.1mA、C相13.5mA，均低于相關技術規定要求。

3.2.2 局部放電測試。在正式開展該測試內容前需要做好前期準備工作，備檢測設備，主要有MICO-II超聲定位儀、TWPD-2E多通道數字局部放電綜合分析儀。另外，局部放電測試中，為了全面提升檢測質量，技術人員需要發揮多種檢測技術優勢，綜合采用脈沖電流法以及超聲波檢測法。在檢測時，通過對寬頻帶電流互感器的合理使用，獲得變壓器鐵心中脈沖電流信息數據，然后采用局部放電超聲探測設備對變壓器油箱壁局部放電進行超聲檢測，在該檢測過程中需要做好定位工作。

3.2.3 測試結果。對于上述測試內容，技術人員檢測過程中均發現A相異常，放電數值約為150×104pC。

3.3 鐵心電位狀態的局放檢測

為了明確2號主變壓器的故障類型和故障原因，技術人員在檢測之前經過試驗分析會將故障原因確定為“鐵心-夾件”的放電。但是為了對故障的深入了解，技術人員加強了對鐵心部位的監測，尤其是電位狀態參數的變化，在此基礎上實現了放電狀態的跟蹤觀察目標。鐵心電位狀態局部放電檢測的工作原理是當鐵心在安全電壓下運行，電位狀態出現變化時，變壓器的放電狀態也會隨之變化，由此需對“鐵心-夾件”的放電現象予以確認。另外，試驗中，當變壓器鐵心對地電壓為223V時，變壓器的超聲信號不斷變強，提升幅度為5～10dB。技術人員依據該現象確認放電是在“鐵心-夾件”之間發生的。造成該現象的原因有兩方面：磁分路和鐵心間距過短，且絕緣防護措施不到位；220kV的繞組端部的磁分路厚度不達標，安裝時未對槽內間隙進行控制，引發積碳。

4 結語

綜上所述，變電設備的正常運行對于電力系統運行質量的保證有著重要意義，其對于保證日常生產生活供電和提供高質量的電能也有決定性作用。為此需要強化電力設備的檢測，并采用適宜的檢測技術保證檢測結果準確，為故障排除和處理奠定基礎。帶電檢測是當前較為常見的檢測措施，為保證檢測質量，需依據檢測歷史數據和實際情況對檢測過程中進行監控，以維護電網的正常運行。

參考文獻

[1] 滕超，王盛璋，孫維杰，等.遠紅外檢測技術在變電站巡檢中的應用[J].山東電力技術，2016，43（1）.

[2] 周淑蕓.變電管理中變電運維一體化模式的應用[J].企業技術開發（中旬刊），2015，34（12）.

[3] 隋新世，孫明亮，滕軍，等.變電運維一體化工作模式的探討[J].農村電工，2016，24（8）.

作者簡介：孫艷飛（1983-），女，山東棗莊人，國網北京城區供電公司中級工程師，研究方向：配網運維。

（責任編輯：蔣建華）