基于帶電檢測技術的變壓器和電纜故障診斷研究

孔春陽 陳程舉 米芝昌

摘要：為保證配電網運行的安全性，在電網日常運行之余還應當對配電設備的狀態進行及時檢修，從而保證電網的運行質量，提高電網運行的穩定性。帶電檢測技術作為一種重要的檢測方法，對于提升電網的安全性和穩定性具有重要意義。

關鍵詞：紅外測溫;帶電檢測;電纜終端;渦流探傷

引言

隨著經濟的發展和城市規模的擴大，滄州地區各級電力線呈逐年增加的趨勢，電纜運輸的重要性和工作量越來越大。傳統的導航方法冗長、繁瑣、效率低下，只能檢測到某些明顯的管路安全風險，而不能確定電纜的絕緣狀態。如果電纜回路出現故障，則在某些情況下可能會發生放電。局部放電檢測可以檢測到作為帶電檢測手段的這種缺陷，并在應用中取得了一定的效果。對于電纜線路負荷檢測中發現的放電信號，多種方法的測量和比較分析有助于確定放電點的具體位置，通過解剖檢測終端頭部內部的明顯放電痕跡，驗證局部放電測試的有效性和準確性

1帶電檢測技術

是指當電網仍然有電流通過時對配電設備狀態進行檢修的一種檢測方法，能最大限度保證配電設備運行的連續性，最大限度降低在檢修過程中可能造成的損失。帶電檢測技術利用特定的儀表裝置來完成，在檢測過程中發現配電設備狀態存在的潛在隱患并及時糾正，同時還可檢測其絕緣體的使用壽命，這能幫助電網管理人員掌握配電設備的運行質量。就配電設備而言，在其運轉過程中很容易出現局部放電，這一現象的出現一般可能是由于設備內存在雜質或周邊環境存在濕度過大等問題，因此在帶電檢測過程中應要對于局部放電現象予以關注，降低發生突發安全事故的可能性，提高電網的運行安全。帶電檢測技術能使配電設備在帶電情況下檢

2帶電檢測裝置開發

在電纜周期性帶電檢測工作中，發現A終端塔B相尾管處溫度異常，溫度明顯高于其他兩相，檢測采用的設備為FLIRT630紅外測溫儀。根據紅外成像，確定發熱點位于B相尾管。在檢測到發熱現象后，立即對該段電纜的接地電流進行了檢測，發現該線路A塔至甲變電站電纜段三相接地電流全部偏高。為避免發生嚴重事故，排除設備缺陷隱患，隨即停電對該段電纜的接地方式進行了檢查，對B相電纜終端進行了更換，并對原設備開展解體分析工作。

3帶電檢測技術的變壓器和電纜故障診斷的應用

3.1超聲波檢測技術

在檢測過程中，可以利用GZPD-01G局部放電在線監測系統進行局部放電在線監測，這是目前一種更有效的方法，可以通過分布式結構和局部放電收集器運行，將同軸電纜連接到地理信息系統局部傳感器，并將控制器連接到多核電纜和數據服務器。由于技術是按照國家提出的相關標準開發的，因此設計符合實際要求，并經過了相關的質量測試，以確保良好的使用性能。一種噪聲統計分析方法及軟硬件濾波技術，可抑制放電干擾中的頻段干擾信號，避免干擾信號問題，實現波形特征、面的組合識別和消除信號，具有異常報警功能，根據局部放電的嚴重程度識別不同的報警水平，避免故障問題的負面影響。該系統有效提高了開關柜的使用效率，提高了檢測水平，為電網系統的運行提供了良好的支持，為電壓檢測技術的發展奠定了相應的基礎。

3.2特高頻局部放電檢測

UHF局部放電檢測方法的基本原理是檢測UHF電磁波（100～3000MHz）信號，這些信號是由UHF傳感器在功率設備局部放電過程中產生的，目的是獲取有關局部放電的相關信息，實現局部放電監測。UHF方法基于GIS中電磁波的傳播特性。其最大的優點是能有效抑制背景噪聲，例如空氣orona產生的電磁干擾通常頻率較低，這可以通過寬帶UHF法有效抑制。對于UHF通信、無線電和電視信號，由于它們具有固定的中心頻率，因此可以用窄小的UHF頻率將其與局部放電信號區分開來。GIS中傳感器分布合理時，局部放電源還可以通過不同位置測量的局部放電信號的時差定位。

3.3地面電波檢測技術

部分卸下開口器后，開口器會聚集在連接位置附近的金屬位置，從而為電流向設備表面傳播提供適當的條件。根據對開閉柜內部情況的了解，當填埋場集中在接地屏蔽的內部面時，產生保護膜，行使屏蔽功能，設備內部信號在設備外部檢測不到。由于保護膜對電纜絕緣位置和絕緣終端的間歇性屏蔽作用，設備內部放電信號在過程中可以傳輸到外部。利用地波技術進行探測是指麥克斯韋的電磁理論，根據電磁場規律，產生局部放電情況時，電流和信號的傳播可能會改變電場，從而導致磁場和電場之間相互感應的出現開罐器局部放電時，部分電能轉化為電磁波，然后傳輸到設備的外表面，但由于開罐器連接地面，使得表面能夠檢測到高頻電流，脈沖信號可通過切割檢測到該技術的應用具有很大的優勢，其應用相對實用，還可以提高探測精度，降低探測成本，從而實現有效的應用。

3.4智能無線局部放電帶電檢測系統的應用

智能局部放電實時檢測系統在實踐中取得了良好的應用效果。例如，在局部放電實時檢測系統中，它具有比較地圖和印象的功能。通過比較局部放電實時檢測系統數據庫中的地圖數據，可以用不同顏色識別電氣設備中的局部放電故障。二是通過局部放電實時檢測系統中的放電定位功能，可以有針對性地定位電氣元件的局部放電位置。當檢查高壓開關設備局部放電時，此時電氣信號在開關柜中擴散，傳播距離越長，信號衰減幅度越大。電氣設備局部放電位置可通過時差定位。為了測試智能無線PD實時檢測系統的應用性能，可以在系統上進行性能驗證測試和現場測試，主要是測試PD檢測系統的靈敏度和準確性。電氣元件局部放電檢測可檢測設備內部的螺母是否松動或有雜質。通過局部放電檢測系統中的無線通信模塊，還可以嘗試遠程觀察檢測到的信號，提高電氣設備管理的信息水平。

3.5紅外測溫技術

紅外測溫技術也被稱為輻射紅外線。紅外測溫技術和工作原理是，物體被紅外線照射后產生一定量的能量，從而改變物體的表面溫度。紅外檢測技術也利用這一特性實現溫度的區分，從而發現配電設施可能存在的問題。實際檢驗工作發現，這些技術完全能夠滿足當前的維修要求，紅外檢測技術可以在不取樣的情況下充分評估故障的可能地點和程度，從而幫助維修人員及時發現配電設備維修過程中可能存在的問題。采用Red-Outside實時檢測技術，可以對環境中的設備進行大規模檢測，特別適用于設備溫度因流量而升高的某些情況，有助于維護人員提高維護效率。

3.6紫外成像技術

發生電暈放電時，電氣設備沿面空氣發生電離會輻射出紫外線。太陽光中也含紫外線，其中波長小于300nm的部分會被大氣中的臭氧所吸收，因此為克服太陽光中紫外線的影響，現場應用的紫外成像檢測儀器檢測的波長范圍為240～280nm，從而在白天也能觀測電暈。紫外成像儀利用分光鏡將輸入的光線分離成兩部分，其中一部分是可見光信號，另一部分經過紫外“日盲”濾光鏡后，只保留其中的紫外部分，再通過特殊的影像處理工藝將紫外線影像和可見光影像疊加起來，生成顯示設備及其表面電暈放電的合成圖像，可清楚顯示電暈源的精確位置，用于判斷電暈放電所對應的電氣設備的具體位置。

結束語

采用物聯網技術和智能移動終端改進現有電氣設備的PD檢測技術，是今后電氣設備PD檢測的發展趨勢，可以克服現有PD檢測技術體系的不足，提高檢測效率和質量。本文分析了基于物聯網技術的電氣元件智能無線局部放電檢測系統，可用于電氣元件的實際局部放電檢測。

參考文獻

[1]黃海波，雷紅才，周衛華，謝耀恒，李婷，謝佳.基于不停電檢測的變壓器狀態檢修優化[J].高電壓技術，2019，45（10）：3300-3307.

[2]孫永輝，王馥玨，鄧鵬.高壓電纜局部放電帶電檢測技術的應用研究[J].南京理工大學學報，2019，43（04）：505-510.

[3]劉興華，李藍翔，劉濤，王濤，孫勝濤，于洋.變壓器局部放電帶電檢測技術與故障案例分析[J].變壓器，2019，56（05）：72-76.

[4]劉航，熊浩，王海飛，劉仁寰，張琦，黃敏.局部放電帶電檢測技術在GIS設備缺陷診斷中的應用[J].重慶電力高等專科學校學報，2019，24（02）：8-11.

[5]周正欽，杜振波，王文瑞，江翼，王輝，劉正陽.基于分層分布的變電站帶電運維智能化技術及應用[J].電力系統保護與控制，2019，47（01）：150-157.