帶電檢測(cè)技術(shù)在配電線路設(shè)備運(yùn)檢中的應(yīng)用

趙昊廣

摘要：配網(wǎng)作為電網(wǎng)系統(tǒng)中直接與用戶相關(guān)的環(huán)節(jié)，其運(yùn)行情況直接影響著電網(wǎng)供電可靠性和用戶體驗(yàn)。隨著配網(wǎng)的快速發(fā)展，供電網(wǎng)絡(luò)日益復(fù)雜，并且為了提升供電可靠性，線路之間“拉手”聯(lián)絡(luò)的情況日益增多，傳統(tǒng)的單純依靠運(yùn)檢人員周期性巡視及計(jì)劃停電檢修的方法已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今配網(wǎng)運(yùn)行的要求。當(dāng)架空線路設(shè)備存在虛接、銹蝕、絕緣性能下降等缺陷時(shí)，都會(huì)表現(xiàn)出“熱、聲、光、電、磁”等異常現(xiàn)象。帶電檢測(cè)技術(shù)在線路帶電運(yùn)行的情況下，采集線路設(shè)備的異常狀態(tài)信息加以分析，從而可準(zhǔn)確、及時(shí)地發(fā)現(xiàn)線路設(shè)備的隱性缺陷。

關(guān)鍵詞：帶電檢測(cè)技術(shù);配電線路;運(yùn)檢

通過(guò)大量的事例分析發(fā)現(xiàn)，配網(wǎng)架空線路設(shè)備隱性缺陷大多可歸類(lèi)為兩種缺陷類(lèi)型，即高溫型缺陷和放電型缺陷。高溫型缺陷（如設(shè)備銹蝕、端子虛接等）主要表現(xiàn)為設(shè)備溫度過(guò)高，可通過(guò)紅外熱成像測(cè)溫技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn);放電型缺陷（如絕緣子污閃、線路老化等）主要表現(xiàn)為設(shè)備對(duì)外產(chǎn)生局部放電，可通過(guò)超聲波局放檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行定性分析。研究發(fā)現(xiàn)，這兩種技術(shù)在狀態(tài)檢測(cè)中的應(yīng)用存在互補(bǔ)關(guān)系，因此是配網(wǎng)架空線路設(shè)備帶電狀態(tài)檢測(cè)昀常用的兩種方法。

1 配網(wǎng)帶電檢測(cè)技術(shù)

1.1 紅外熱成像技術(shù)

紅外熱成像是一種通過(guò)光電元件來(lái)檢測(cè)物體表面產(chǎn)生的輻射能，再經(jīng)光電轉(zhuǎn)化及信號(hào)放大等過(guò)程，將接收到的紅外輻射信號(hào)轉(zhuǎn)變成可視化的圖像，反映物體表面溫度的技術(shù)，目前廣泛應(yīng)用于電力、機(jī)械、建筑等領(lǐng)域。對(duì)于配網(wǎng)架空線路中出現(xiàn)較多的連接不良、設(shè)備銹蝕老化、長(zhǎng)時(shí)間過(guò)負(fù)荷運(yùn)行等缺陷，設(shè)備表面均會(huì)出現(xiàn)異常的高溫現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)溫度的檢測(cè)就可獲取相應(yīng)設(shè)備當(dāng)前的健康狀態(tài)。

常用的紅外測(cè)溫儀工作原理如圖 1所示。首先通過(guò)紅外光學(xué)鏡頭組件將被測(cè)物體發(fā)出的能量信號(hào)聚焦到設(shè)備的探測(cè)器上，然后通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換處理，形成反映物體熱量的圖形，并可通過(guò)人機(jī)交互單元實(shí)現(xiàn)設(shè)備參數(shù)設(shè)置及圖形保存、調(diào)取等操作。

1.2 超聲波局放檢測(cè)技術(shù)

我國(guó)電網(wǎng)使用工頻 50Hz進(jìn)行電力輸送，當(dāng)線路、設(shè)備出現(xiàn)絕緣老化、虛接、臟污等缺陷時(shí)，往往使得絕緣設(shè)備、線路周?chē)碾妶?chǎng)分布不均，而長(zhǎng)期的電場(chǎng)分布不均刀會(huì)導(dǎo)致絕緣介質(zhì)損壞，發(fā)生局部放電現(xiàn)象，進(jìn)而造成電力線路、設(shè)備的電氣性能、機(jī)械性能下降，形成隱患。超聲波局放檢測(cè)技術(shù)是一種對(duì)頻率處于 20～200kHz的聲信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的技術(shù)，而配電設(shè)備、線路局部放電產(chǎn)生的聲信號(hào)剛好處在這個(gè)頻段，因此利用超聲波局放檢測(cè)技術(shù)可對(duì)配電設(shè)備的絕緣性能進(jìn)行檢測(cè)，而局部放電的強(qiáng)度可反映被檢測(cè)設(shè)備絕緣性能的好壞。

超聲波局放檢測(cè)儀的工作原理如圖 2所示。首先通過(guò)超聲波傳感器獲取被測(cè)物體的局放信號(hào)，然后通過(guò)內(nèi)置信號(hào)分析處理模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化、分析，并以波形或聲音的形式顯示出來(lái)，同時(shí)可通過(guò)人機(jī)交互單元進(jìn)行設(shè)備參數(shù)及波形存儲(chǔ)、調(diào)用等操作，以利于分析設(shè)備狀態(tài)。

2 應(yīng)用實(shí)例

國(guó)網(wǎng)張家口供電公司配電室于 2018年 7月 31日至 9月 8日對(duì)轄區(qū) 10kV配電線路逐級(jí)桿塔進(jìn)行帶電檢測(cè)，共檢測(cè)轄區(qū) 10座變電站、82條架空線路，共計(jì)約 7747基桿塔，線路總長(zhǎng)度約為 412km。帶電檢測(cè)時(shí)采用以下設(shè)備。

（1）美盛 C600S紅外熱成像儀。美盛 C600S紅外熱成像儀具有重量輕、體積小、易操作的優(yōu)點(diǎn)，非常適合戶外手持式巡檢工作。其部分技術(shù)參數(shù)：檢測(cè)溫度的范圍為-10～50℃;熱靈敏度在 30℃時(shí)為 0.05℃;有自

動(dòng)對(duì)焦功能（焦距為 0.3m）;有屏幕觸摸功能;分析區(qū)域設(shè)置方式為點(diǎn)、線、框可選;存儲(chǔ)方式為可拆卸 SD卡;續(xù)航時(shí)間≥2h。

（2）保定沃達(dá) WD-KJF900可視化遠(yuǎn)程超聲局部放電定位儀。保定沃達(dá) WD-KJF900可視化遠(yuǎn)程超聲局部放電定位儀同樣具有體積小、重量輕、易操作、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)。其技術(shù)參數(shù)：工作溫度為-25～70℃;相對(duì)濕度為 0～95%;攝像頭像素為 300萬(wàn);頻率范圍為 20～150kHz;存儲(chǔ)方式為內(nèi)置存儲(chǔ)或可拆卸 SD卡;續(xù)航時(shí)間約為 8h。

2.1 實(shí)例1

2018年 8月 30日，在對(duì)某變電站 A線進(jìn)行全線路設(shè)備帶電檢測(cè)時(shí)，紅外測(cè)溫顯示#10桿右邊相高壓隔離開(kāi)關(guān)溫度為 235.5℃，如圖 3所示。現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度為 36℃左右，通常設(shè)備本體溫度在夏季高于 90℃、相對(duì)溫升大于 70℃，則可定為危急缺陷。而此設(shè)備溫度嚴(yán)重過(guò)高，判定存在危急缺陷。

發(fā)現(xiàn)此危急缺陷后，通過(guò)停電作業(yè)方式更換缺陷高壓隔離開(kāi)關(guān)。由缺陷隔離開(kāi)關(guān)（如圖 4所示）可看到，此隔離開(kāi)關(guān)已嚴(yán)重?zé)g，帶電檢測(cè)裝置檢測(cè)結(jié)果判斷正確，從而避免了一次大面積意外停電事故。另外，使用超聲波局放檢測(cè)儀對(duì)該基桿塔設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，未發(fā)現(xiàn)放電現(xiàn)象。

2.2應(yīng)用效果分析

大量實(shí)際應(yīng)用案例表明，帶電檢測(cè)技術(shù)對(duì)配電線路設(shè)備潛在缺陷的檢測(cè)準(zhǔn)確率很高，是傳統(tǒng)依賴(lài)人員肉眼直接觀察的隱患排查形式很好的補(bǔ)充。其優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面。

配網(wǎng)具有線路多、結(jié)構(gòu)雜、距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)，傳統(tǒng)依賴(lài)人工周期巡視排查隱患的方式耗時(shí)耗力，且很多隱秘缺陷不易發(fā)現(xiàn)。通過(guò)帶電檢測(cè)技術(shù)，可在地面上對(duì)桿塔設(shè)備健康狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，依靠輔助分析可發(fā)現(xiàn)很多肉眼看不到的缺陷，相對(duì)人眼觀察，帶電檢測(cè)技術(shù)準(zhǔn)確率極高，大大降低了意外停電事故發(fā)生的概率。

帶電檢測(cè)技術(shù)已十分成熟，相關(guān)的儀器設(shè)備具有易攜帶、易操作等特點(diǎn)，從而大大提升了工作效率。

帶電檢測(cè)技術(shù)可在線路運(yùn)行的情況下對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，而不受停電計(jì)劃的影響。從設(shè)備投運(yùn)時(shí)開(kāi)始，通過(guò)帶電檢測(cè)工作的開(kāi)展，建立線路設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檔案，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，可對(duì)配網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行精益化管理，在降低成本的同時(shí)提升供電可靠性。

3 結(jié)語(yǔ)

電力設(shè)備的健康狀態(tài)對(duì)于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要，綜合運(yùn)用帶電檢測(cè)技術(shù)可在不影響供電線路運(yùn)行的情況下，完成對(duì)設(shè)備健康狀況的在線檢測(cè)，對(duì)虛接、銹蝕、絕緣老化、設(shè)備臟污等常見(jiàn)設(shè)備缺陷均能做出高準(zhǔn)確度的判斷，從而提前發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)備缺陷，指導(dǎo)相應(yīng)對(duì)策的制定，避免意外停電事故發(fā)生，對(duì)打造“堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)”具有積極作用。

參考文獻(xiàn)

[1]齊飛，毛文奇，何智強(qiáng)，等.帶電檢測(cè)技術(shù)在電網(wǎng)設(shè)備中的應(yīng)用分析[J].湖南電力，2012，32（1）：27-29.

[2]鐘偉，朱澤廳.配電網(wǎng)架空線路帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用探討[J].浙江電力，2016，35（4）：18-21.

[3]張文煜.紅外測(cè)溫技術(shù)在電力設(shè)備運(yùn)行維護(hù)中的應(yīng)用研究[J].低碳世界，2017（35）：91-92.