高壓防爆電機局部放電在線監測技術

游長俊

（中石油濟柴動力有限公司成都壓縮機分公司，四川 成都 610100）

高壓電機在極易發生燃燒以及爆炸等危險的環境中開展工作，對在線的某一部分放電實施監測會很困難，所以，對這種高壓電力裝置的某一部分放電在線監測，展開了理論與試驗方面的探究。

1 局部放電監測的重要性

從高壓電機所處的位置上來說，其處于離供電中心距離較遠的區域內，但從其重要性的角度來說，高壓防爆電機的工作情況直接影響著電力資源的正常供應。因此，對防爆電機的工作狀態進行監測，有利于保障電力供應工作的正常運行。另外，高壓防爆電機自身在運行過程中也存在著一定的安全隱患，需對其工作狀態進行監測，才能保證其作用的正常發揮。監測的目的在于方便相關技術人員對局部放電的實際情況準確的進行掌握，確保放電情況符合實際工作要求。

2 對局部放電進行在線監測時遇到的難點

由于設備當中出現不超過1000pC 大小的局部放電脈沖，普遍在微伏以及毫伏這兩個等級上，當電力設備屬于在線情況時，母線當中的電暈，還有多種另外類型的電氣脈沖產生的干擾大，以750kV 的母線為例，遇到下雨的情況時，產生的電暈在高壓狀態的套管尾部測量得出的峰值超過400mV，在晴天的情況下，同樣有大約200mV。此干擾將設備當中出現的所有信號全部隱藏。所以，對母線當中造成的電氣干擾，一定要先使用相應的方法剔除掉，只單方面對母線當中的放電脈沖實施放大操作。現在，我國內外對局部放電進行在線監測的最小放電數量超過了3000pC，分離技術能夠實施的前提是，頻率以及相位，還有就是極性以及幅值。

3 實驗情況簡介

本文開展的實驗探究工作是，在一個油氣類型的煉化廠之中，針對于一臺10kV 的胺泵類型的電動機實施開展的實驗。電動機經過一條長度達到370m，材質為聚氯乙烯的電纜，另外將此電纜與把控室當中的開關柜之間進行連接，對它開展電力能源的供應工作。在某一次對其進行檢修施工期間，對它的某一部分放電問題，實施了在線監測。圖1 所示的是電動機進行某一部分放電活動之后產生的波形。

圖1 電動機進行某一部分放電活動之后產生的波形

4 具體的實驗流程

為了探究對某一部分放電長距離進行監測的這項技術是否能夠開展實際操作，對這個電動機當中的某一部分放電實施了深層次的對比監測試驗工作。第一步，對于電動機自身開展了某一部分放電試驗的監測工作，需要分別在電機的位置，還有在距離超過370m 的開關柜的位置實施，同時對于它這一部分放電所產生的波形情況進行捕捉，其得出的最終結果如下圖1 當中所示。電動機部位產生的波形，進行升高耗費的時間長度，顯著的要小于開關柜的位置經過測量得出的數據，可是峰值卻大約是它的10 倍。

按照測量得出的電機某一部分放電脈沖產生的波形，能夠將與之相對的放電數量在這個式子當中所有的數據，以及分別是電機位置的HFCT 當中傳輸出來的電壓以及電流的數值，其中的最大數值是400MV；底部邊長的寬度是T3=103ns，r 是在進行試驗的過程中，才用到的HFCT 進行轉換得出的阻抗數值，其實際大小r=2.3Ω。將獲得的數值帶入到與之對應的公式中，能夠經過計算得到q1≈9.8nC。根據相同的方式，得出開關柜位置的放電數量是上述數據，以及i2分別是電機位置的HFCT 當中傳輸出來的電壓以及電流的數值；得出的波形最大值是38mV，寬度是T4=550ns。經過計算，它的衰減指數k=0.60。

在圖2 之中，L1、L2以及L3分別對于電纜當中的三相進行表示，T1是發電機部位的某一部分放電脈沖產生的時間多少，T2是開關柜部位的某一部分放電脈沖產生的時間多少。第二步，經過規范化的脈沖進行注入的方式，對于衰減的指數進行測量，采用讓脈沖現象能夠發生的機器，在C 項當中將脈沖注入進去。這個脈沖現象進行發生的機器，向外界輸出的脈沖的數量是1V/1μs 長方形的脈沖，通過HFCT_2 轉換成電流脈沖，再將電流脈沖注入至C 相的芯線之中。與上述的方式相同，某一部分放電數量大小是3.7nC，經過不斷計算，得出其衰減的指數k=2.1nC/3.7nC=0.57。使用相同的方式，更改注入進去的幅度數值，分別獲得的衰減指數是0.57、0.55、0.58，取它的平均數值0.57，將這個數值當作衰減指數最后標準確定的數值。

圖2 電動機部位以及開關柜部位某一部分放電脈沖產生的波形

對圖2 當中所示的，經過實際進行檢測之后獲得的結果，若是使用衰減指數還有開關柜的位置進行實際測量某一部分放電數量，對于電動機部位的放電數量進行推算，能夠得出，電動機部位的放電數量是5.9nC/0.57=10.4nC，和實際進行測量之后得出的數值9.8nC 之間出現的偏差是6%。

5 在GIS 內使用對局部放電進行在線監測的技術方法的討論

在GIS 這項技術內，使用對局部放電進行在線監測的技術，其中包含了下面的兩項內容：第一個方法是使用超聲波進行檢測，第二個方法是GIS 對局部放電進行檢測。由于篇幅原因，本文不再詳細對其進行贅述。

6 結語

（1）某一部分放電脈沖產生的電流，順著電機進行供電的電纜進行船舶的過程中，必然會出現衰減的問題，而其最終的程度大小，是由電纜的長度還有它的型號進行決定的。對于衰減的指數，能夠經過開展實驗的方法，對其實施最后標準數值的確定。

（2）長距離對某一部分放電進行測量的這個實驗，對它的長度大小發揮決定性作用的，是電纜部分的構造，另外就是電纜自身進行絕緣的方法，在大多數情況下，衰減的指數在最后標定的脈沖的電壓是1V/1μs，要超過30%。對于聚氯乙烯材質的電纜而言，與之進行對應的長度應該在1km 左右；對于XLPE 材質的電纜而言，與之進行對應的長度應該在1.5km 左右。

（3）長距離對某一部分放電進行測量過程中，使用的HFCT 型號的傳感器，需要具備相對偏寬的頻響面積，在進行實際設計的過程中，需要確保它的最大頻率不能小于30MHz。若是使用在電纜部位的芯線當中，同時要注意，它的飽和電流，不能比需要進行測量的線路的額定電流小。

從上文中能夠了解到，以容易發生燃燒還有爆炸等這類極度危險的工作環境為前提，對高壓狀態下的電動機實施某一部分放電，能夠經過對其進行電力能源供給的電纜，在地處遠方相對安全的環境中，對開關柜的位置實施把控，依次開展在線監測這項活動。