變電站高壓電氣設備局部放電檢測方法研究

常麗麗

（酒鋼（集團）宏聯自控有限責任公司，甘肅 嘉峪關 735100）

1 概述

從變電站系統的角度來講，局部放電是造成設備絕緣的主要原因，再加上高壓電場的影響，會對電氣設備造成致命破壞，具體的表現為：

（1）局部高能帶電粒子會出現不斷擴散現象，帶電材料和電氣設備之間產生沖撞，長期的沖撞促使分子結構發生改變，設備具有的節能效果逐漸降低。（2）電氣設備中的絕緣材料還可能出現溫度過高現象，由于局部的溫度過快提升，造成設備氧化以及損壞。（3）最后還存在工作危險。在高壓放電的影響下，日常工作中工作人員無法保證工作的安全性，情況嚴重還可能危及生命。通過以上介紹可以看出需要增加高壓設備使用安全性，替換不符合標準的絕緣材料，預防出現高壓設備放電，根據實際情況選擇有效的檢測方法，逐漸提升檢測的準確性。

2 系統設計方案

將圖像處理技術和檢測方案進行有效結合，實現電力傳輸的精準測試。在這種情況下，系統檢測漏電情況過程中，需要配合監控系統穩定進行，保證現場檢車的質量。使用的攝像頭需要是旋轉攝像頭，完成360°無死角的監控，攝像頭配置中需要使用高清處理系統，這樣才能呈現實際的遠程操控情況。現場檢測中，還需要配合LED 光源進行檢測，為現場提供符合標準的光照度，保證視頻監控的清晰度與真實度。在PC 端中需要結合幀數計算模式，對采集到的數據進行處理，根據現實問題選擇符合標準的檢測單元。將得出的檢測數據傳輸到PC 端，完成數據的精準實測[1]。將得出的檢測結果傳輸到智能終端設備中，實現數據共享。

3 局部放電檢測方案設計

在局部放電檢測方法設計過程中，還需要將現場拍攝作為基礎，將拍攝到的圖片或者數據進行整體分析，從而判斷出實際的放電位置，對放電情況與等級進行分析，為工作人員提供精準的數據。

3.1 基于攝像操作的圖像采集

通過監控系統對動態圖像進行采集，采集過程中主要使用了圖像單元攝像頭以及儲存單元等設備，之后需要使用雙口通訊設備對采集到的數據進行儲存，最后得出規格符合標準的圖片數據。在PC端接收到圖像之后，使用幀數測試方法分析圖片數據，最后將信息傳輸給工作傳感器。分析數據的過程中，需要對幀數進行差分計算，通過這種方式可以得出良好的圖像運動輪廓。若是監視過程中產生了異常運動物體，圖像之間也會產生較大的差別，所以需要計算出圖像的像素差值，通過這種方法也能分析傳感器特點，四幀算法步驟如圖1 所示[2]。

圖1 四幀算法步驟

在進行實際運算過程中，首先需要確定前景目標，對已有的算法進行逐漸改進，提升運動物體的幀數計算能力，從而解決實際存在的問題。筆者在研究過程中，了解了旋轉攝像頭的實際特征，希望通過這種方式可以精準計算設備放電位置，之后對存在的問題進行完善[3]。

3.2 檢測單元的定位

在完成圖像采集后，需要做好設備巡檢工作，根據巡檢得出的數據確定傳感器位置，在已有檢測單元的情況下確定放電情況。具體的檢測方法如圖2 所示。

圖2 傳感器監測方法示意圖

在紅外線檢測單元中，主要應用紅外線技術，對發熱部分進行逐一檢測，受到高壓放電的影響，在出現集中放電的情況下，溫度會逐漸增加，通過這種原理，保證檢測更加準確。紅外線檢測方法不光應用較為靈活，還能確定實際的檢測距離，紅外線設備的外形如圖3 所示。

圖3 紅外線監測設備外形圖

在實際檢測的角度來講，傳感器電路中會加入補償電路，采樣信號也會逐漸放大，系統也會將多余的數據進行排除，保證檢測的精準程度。在信號進入放大器后，會與其他檢測信號進行相加，補償輸出電壓需要保持在1V 范圍內。紅外線檢測方法具有多方面的優勢，存在的明顯缺點為應用較為困難，所以需要在檢測過程中配合超聲波進行檢測，這樣才能合理應對自身存在的問題。在超聲波檢測過程中，需要根據實際情況確定放電位置，超聲波設備會對傳播介質進行分類，在經過放電部位時也會產生猛烈的沖擊波，最后將沖擊波轉化成數據或者電信號。根據得到的電信號可以完成性能的整體分析，但是需要注意的是，隨著距離的增加，超聲波會逐漸變弱，影響最終檢測的精準度[4]。

在進行特高頻單元檢測過程中，需要對電磁波進行確定，看其是否發生過電氣設備局部放電情況。在全面克服傳感器檢測漏洞的情況下，需要彌補技術弊端，使用高頻信息處理方案，逐漸增強抗造能力。將噪音控制在400ma 次之內，若是出現電暈放電的情況下，高頻檢測方法會受到直接的影響。用戶需要根據實際情況進行逐漸選擇，保證測試方案效果得以發揮。

4 測試驗證和分析

測試過程中，需要對系統進行選擇，使用良好的開發設備，將運行環境參數控制在2.59GHz 范圍內，實驗中還需要對已有數據進行保持，對異常檢測時間進行控制，根據實際情況保持相應的文件夾，對異常圖像進行記錄，使用終端系統為智能手機、平板電腦以及其他智能移動終端等。本文通過實際的測試得出，電氣設備需要選擇不同的測試點分別對放電情況進行測試，測試過程中主要使用了紅外線檢測單元和超聲波檢測單元等方法，并且安裝了360°無死角的旋轉攝像頭，最終的測試結果見表1。若是不使用旋轉攝像頭，那么實際的監測準確率就會有所下降，通過旋轉攝像頭進行監控，準確率可以超過90%，檢測質量更佳。

表1 檢測對比數據表

5 結論

綜上所述，在變電站系統運行的角度來講，電氣設備的應用情況會直接影響電力系統的可靠性與安全性。所以需要針對電氣設備存在的放電問題進行深入研究，根據實際情況采用相應的檢測方案。通過合理應用檢測技術和圖像采集技術，逐漸提升了設備檢測精度。并且在工作人員不在工作現場的情況下，就能實現遠程控制，通過分析采集數據就能得出最終的檢測結果，保證了檢測過程中的安全性。與傳統檢測方法相比，遠程控制檢測方法，性能更加穩定，對于后期的檢測技術發展提供了穩定基礎。