電力系統(tǒng)高壓設備帶電在線檢測技術的研究

鮑景寬 王輝

【摘 要】高壓設備是電力系統(tǒng)運行中必不可少的構成部分。可以說高壓設備分布于電力系統(tǒng)的很多環(huán)節(jié)中，例如變電站、配電裝置以及發(fā)電廠中都能夠看到高壓設備的身影，所以，為了確保電力系統(tǒng)正常運行，必須要在各種環(huán)境系對高壓設備進行檢驗，其中，帶電檢驗就是必須要攻克的難題。

【關鍵詞】電力系統(tǒng)；高壓設備；帶電在線檢測技術

引言

近年來，我國電網(wǎng)的發(fā)展開始向大容量、超（特）高壓方向邁進，基于周期的傳統(tǒng)設備檢修模式已漸漸顯現(xiàn)其局限性，如時效性較差，按固定周期進行例行試驗，不能及時發(fā)現(xiàn)電氣設備潛在的絕緣缺陷；其次有效性較差，設備實際運行電壓下的溫度、狀態(tài)參數(shù)等與停電時存在明顯差異。正因為電氣設備的絕緣損壞具有潛在性及突發(fā)性，迫切需求研究、探索一種新的檢修管理模式來提高運行設備的可靠性，使檢修工作更具針對性，同時兼顧電網(wǎng)安全、環(huán)境、效益等多方面因素。帶電檢測因具有投資少、測試時間靈活、易于維護等優(yōu)點，從而有較廣闊的發(fā)展前景。

1 傳統(tǒng)帶電檢測技術中遇到的問題

可以說，影響電力技術水平的重要因素之一就是高壓設備在線檢測技術，在傳統(tǒng)的高壓設備在線檢測技術中還存在諸多的不足之處。其中，有這樣幾方面的內(nèi)容被包含于其中：首先，只有在停電的情況下才可以將此過程順利完成，然而，在電力系統(tǒng)中有時會遇到比較特別的設備裝置，一些時候難以實現(xiàn)斷電控制，這樣就導致很多地方不會順利的實現(xiàn)檢驗，從而誘發(fā)許多安全問題；其次，在檢測的時候一般會遇到非常繁瑣的程序，因此，在檢測的過程中會花費掉很多的時間和經(jīng)歷，此外，檢測的結果在某種程度上是由技術人員的技術水平所決定的；再次，較長的檢測耗時，古老的檢測技術所花費的檢測時間比較長，而且對缺陷的位置把控不準確；最后，因為過低的電壓，會把系統(tǒng)電壓縮小，此外，在檢測的時候，斷電對其帶來的影響較小，很難確保在正常的狀態(tài)下運行電氣設備，這樣就難以體現(xiàn)出電廠的具體運行情況，此外，使得診斷結果的準確性、真實性也會受到影響。

2 電力系統(tǒng)高壓設備帶電在線檢測技術的應用

2.1 變壓器裝置

在廣泛的應用于電力行業(yè)中以后，同超聲波相融合相比，較為實用的是有效的融合了超聲波，可以在局部對高壓變壓器的油浸設備進行放電處理，從外，對變壓器的絕緣狀況進行有目的性的檢驗分析。如果有局部放電反應出現(xiàn)，此時，對變壓器絕緣狀況進行有目的性的檢查。如果有放電反映出現(xiàn)在局部，這樣就會通過超聲波形式將高壓變壓器表現(xiàn)出來。之后把電轉(zhuǎn)移向四周，比較電波運行情況得知，在傳輸超聲波的時候，會花費掉較多的時間，并且有著非常慢的形式速度，在碰到此種情況后，應該和四周的放電相融合，利用掃描，匯聚不同距離的超聲波信號，此時就會有一個時間差出現(xiàn)在其中，然后再次檢測分析局部超聲波。

2.2 設計在線檢測裝置

下圖1是基本的監(jiān)測裝置技術結構圖，由控制顯示單元、傳感設備、前置放大單元以及信號處理單元等幾個部分構成。核心技術思想為：在設備的接地線上設置整個電容型設備最低電位，所以，內(nèi)部放電或者表面放電內(nèi)的很多信號全是利用此地下游走。因此，將高頻帶電磁耦合線圈當做傳感器，通過電容器地下放取電信號。在取出了微弱電信號后，通過前置放大單元進行放大整理，之后利用軸電纜把信號轉(zhuǎn)入到處理單元中。通過信號處理單元跟隨、A/D轉(zhuǎn)換以及濾波處理單元信號，然后再向計算機中輸入進行二次處理。通過小波原理的軟件，可以有效的提取以及頻譜分析局部的放電信號，然后將放電信號的副值、頻譜、放電強度、持續(xù)時間、出現(xiàn)時刻等特性參數(shù)獲取出來。因為有較大的差異存在于外部與局部的放電信號頻率中，對比分析計算機數(shù)據(jù)庫捏的規(guī)范頻譜，能否分析有無具備電容放電，是否有放電情況出現(xiàn)在電容器中，放電強度怎樣，是否在許可的空間內(nèi)，然后再進一步去決策分析。

理論上，此設備能夠利用傳感器對電容性設備的放電電弧信號進行感知，從而將電容器的放電情況找出來，盡管難以將放電出現(xiàn)的具體位置確定出來，然而，對只需了解電容裝置放電強度與頻譜而言已經(jīng)足以。

研究得知，有這個幾個內(nèi)容被包含于電容設備在線局部放電檢測中：首先，對電容器局部放電的開始與熄滅電壓進行在線檢測。其次，對規(guī)定電壓下，電容器局部放電量時間以及放電量大小進行測量記錄分析；再次，檢測電容器在要求的電壓范圍內(nèi)有無出現(xiàn)規(guī)定值的局部放電；最后，按照閾值，決定有無必要報警。

2.3 電容性高壓電氣裝置

耦合電容器、電流互感設備、套管以及測量CVT等容性介質(zhì)設備損失角正切值屬于一項較高靈敏度的試驗部分，它能夠?qū)㈦姎庠O備絕緣劣化、局部問題以及整體受潮情況快速找出來。在整個電容型設備缺陷中，絕緣受潮缺陷占據(jù)了80%以上，這是因為電容型結構主要是利用電容對強制均壓進行分布的，它有著較高的絕緣應用系數(shù)，如果絕緣受到潮濕影響，這樣就會提升絕緣介質(zhì)損耗量，引起擊穿。

絕緣最終會有著非常快速的擊穿速度，但是，通常有以下特征存在于絕緣劣化中：首先，不斷增加絕緣介質(zhì)損耗值，通過這個原因或者別的原因生成的熱量最后可能引起絕緣熱擊穿故障。通過對絕緣損失熱切值的計算，能夠?qū)橘|(zhì)損耗變化進行檢測。其次，一些時候伴隨著樹枝狀電以及局部放電的情況出現(xiàn)在絕緣中。較大放大量的局部放電，一般只是在存在操作過電壓、絕緣損壞以及雷電情況下存在的局部放電。利用測量分析，能夠?qū)⒂纱松傻慕橘|(zhì)損耗反映出來。再次，溫度變化會在某種程度上嚴重的影響著絕緣特性。絕緣自身的型式在某種程度上回受到絕緣溫度系數(shù)的影響，絕緣情況以及大小，都會影響到絕緣設計情況以及特定的電壓等級，因為在不斷增加了絕緣劣化溫度系數(shù)后，檢測值的靈敏度以及溫度非線性都會提升。

3 檢測時需要注意的問題

在運行高壓電氣設備時，有一定的特征存在于絕緣劣化本身中，主要涵蓋：首先，如果有損耗情況出現(xiàn)在了絕緣介質(zhì)中，會相應的增加損耗值，此外，在其他因素的制約下，會有一個熱量出現(xiàn)在整個過程中，最后導致絕緣被擊穿；其次，絕緣過程中局部放電出現(xiàn)的頻率較多，也可能有樹枝放電情況發(fā)生；再次，絕緣的功能與主要特性也會跟著溫度的變化而改變，隨著溫度的增加，其影響程度也會提升。而且，絕緣溫度的系數(shù)在某種程上決定著絕緣自身的型式。最后，可以說有著非常強的實用性存在于在線檢測技術中，從而將所具備的優(yōu)勢切實的發(fā)揮出來。而且它有著十分全面的功能，極高的效率，然而，在實際檢測中，要確保設備在比較安全的環(huán)境下運行。

結語

綜上所述，隨著時代的發(fā)展與社會的進步，我國電力行業(yè)進入了快速發(fā)展時期，在這其中，也遇到的很多的困境與問題，其中，高壓設備帶電檢測就是長期以來所要攻克的難題。所以，為了確保安全、穩(wěn)定的用電，離不開帶電檢測技術的支撐與幫助。近年來，在技術發(fā)展的推動下，我國高壓電氣設備在線檢測技術取得了長足的發(fā)展，其應用范圍越來越大，與我國現(xiàn)代化發(fā)展需求是相符合的，屬于一項綜合性極強的內(nèi)容，而且理論性十足，對于強化我國電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行會帶來很大的幫助。

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