帶電檢測技術在電網(wǎng)設備中的應用分析

北京博電新能電力科技有限公司 王曉光

現(xiàn)階段，我國正處于經(jīng)濟飛速發(fā)展、科技不斷創(chuàng)新的階段，國家電網(wǎng)迎來了發(fā)展的黃金時期，但周期性的停電維修形式對居民生活、企業(yè)運營造成了嚴重影響，經(jīng)過專家團隊的不斷努力，目前已經(jīng)實現(xiàn)了設備檢測維修與供電同時進行的目標，而帶電檢測技術在電力設備運營過程中可以對設備狀態(tài)做出評估，可檢查出故障的問題與問題所在的位置、環(huán)節(jié)，以及缺陷的嚴重程度等，方便日后設備的維修監(jiān)測。本文以帶電監(jiān)測在電網(wǎng)設備的應用為中心展開了討論研究，并提出相應的建議。

1 帶電檢測技術具體內(nèi)容

隨著國家電網(wǎng)公司發(fā)展規(guī)模日益壯大，設備數(shù)量呈直線增長，一次、二次設備的檢測維修工作是，當前設備運行監(jiān)測人員面臨的重大挑戰(zhàn)。帶電監(jiān)測技術是目前國內(nèi)外最新研制成功的科學專利，其也在國家電力發(fā)展中占據(jù)著重要地位，由于可以在設備不停工的情況下進行監(jiān)測維修，大大降低了電力公司的損失，保證了居民、企業(yè)正常用電，為我國電網(wǎng)的發(fā)展提供了有力保障。截至目前，帶電檢測技術是較為先進的評估電力設備是否處于健康水平的有效途徑，在主變壓器的核心控制部分中，變電設備起著至關重要的作用，本文主要通過帶電電器電帶電檢測技術應用的相關案例分析，積極配合電力公司負責人開展的診斷培訓課程，及時掌握最新的設備運行情況，對出問題的設備環(huán)節(jié)精準定位，為電網(wǎng)設備營造安全的運營環(huán)境。

帶電檢測技術在國內(nèi)外市場中已有近30年的發(fā)展歷史，其實現(xiàn)了停工維修到不停工維修的跨度。通俗來說，帶電檢測技術相較于其他技術而言便攜、方便，可以在設備運營的情況下進行設備維修的具體工作，不影響電廠的運行效率，監(jiān)測方式也是使用時間較短的流程，與傳統(tǒng)的停工監(jiān)測技術存在較大差異。目前，常用的帶電檢測技術主要有高頻率局部放電檢測、紅外線熱成像檢測、超聲波信號檢測、暫態(tài)地高電壓檢測、通地電流測量、不用介質(zhì)影響因數(shù)、SF6氣體分解物監(jiān)測、SF6氣體泄漏成像檢測、金屬質(zhì)地保護系統(tǒng)等9種方法和手段。

2 探討帶電檢測技術的原理

目前，電網(wǎng)設備種類千奇百怪、形態(tài)各異，需要使用帶電檢測設備的項目仍然存在較大差異。

2.1 紅外線熱成像法

紅外熱成像技術主要應用紅外線法時刻對電網(wǎng)進行監(jiān)測，監(jiān)測問題所在的位置為設備維修檢驗提供理論依據(jù)。無論是電流表導熱型、電壓用電型還是其他傳導熱效應的設備，只要設備發(fā)出的紅外診斷能通過一定機制傳導，沒有任何阻力的變電設備都在紅外診斷的有效監(jiān)測范圍之內(nèi)，如常見的電傳導線路、高壓器、短路電流互感器、手動變速器、傳感器、電容器、電阻力以及避雷器等。

近年來，紅外線規(guī)范管理系統(tǒng)較嚴格，主要涉及監(jiān)測方法、檢測周期、缺陷處理方式以及使用的儀器、圖譜數(shù)據(jù)庫等方面，檢測人員及時對電流類型及流速進行監(jiān)測，排查問題所在的位置和電壓表致熱系統(tǒng)存在的不足，其中主要以接頭引線和刀閘接頭不明原因的發(fā)熱現(xiàn)象有關。紅外測溫法可以對接頭處溫度變化進行監(jiān)測，當出現(xiàn)接頭溫度較高時，設備的報警裝置會觸碰，對CT、CVT、電氣設備的絕緣裝置、避雷針等設備都會起到監(jiān)測作用，對設備的內(nèi)部構造也會產(chǎn)生一定影響。

2.2 氧化鋅避雷器帶電測試

避雷器的材質(zhì)主要采用金屬氧化鋅，其主要測量設備在運行過程中泄漏電流的強弱。設備通路中的電流值強弱，足可以反映氧化鋅作為避雷器的主要材質(zhì)絕緣效果如何，而且阻性泄漏電流值的大小與絕緣體的好壞有直接關系。沒有關聯(lián)的金屬氧化物避雷器如果發(fā)生電流短路，或者泄漏時主要通過MOA運行全電流進行全方面監(jiān)視，對基波及三次阻斷性電流進行分析研究，最終反映出線路老化、受潮對MOA運行有影響。

2.3 超聲波檢測法

超聲波觀測法主要根據(jù)超聲波信號判斷局部放電情況，再根據(jù)放電電流數(shù)據(jù)報告制定出解決方案。傳統(tǒng)的超聲波傳感器的頻率大約為50～150kHz，其具有不影響電氣主設備的運行安全、減輕電磁干擾等優(yōu)勢。但是由于放置電源和超聲探頭之間存在異常的波阻抗，所以超聲波信號等傳播途徑較復雜，最終導致監(jiān)測的結果出現(xiàn)嚴重偏差。

2.4 紫外成像法

針對紫外線光譜輻射的勘測廣泛使用的方法為紫外成像法，該檢測方法經(jīng)常用來檢測被測物體表面張力或者放電所產(chǎn)生的紫外線強弱，通過輻射光線強弱來發(fā)現(xiàn)放電源。在放電試驗測試過程中，利用紫外線成像法快速定位絕緣材料、套管等設備放電位置，消除由于外來因素對設備等機器的影響，有助于幫助放電試驗在有效時間內(nèi)順利完成。但該檢測方法具有一定的局限性不適用于變壓器的測量、GIS等設備內(nèi)部電源故障等[1]。

2.5 脈沖電流法

起源早、應用范圍廣、使用頻率高的局部檢測方法為脈沖電流法。其測量原理大致為當局部設備開始放電預警時電荷的定向移動距離，移動的電荷可以在測量回路中起著重要作用，其產(chǎn)生的脈沖電流可以檢測電流值的大小，因此實現(xiàn)對局部電流放電試驗結果的預估。該檢測方法測量的脈搏信號一般處于低頻率部分，但是這種檢測方法的效率較低，只能測量頻率較低、頻帶略窄范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，一旦信息量較大或者現(xiàn)場存在抗干擾技術較強，其作用就會大大降低。傳統(tǒng)的電流傳感器接脈沖信號較弱，有時會出現(xiàn)不顯示的情況，因此目前經(jīng)常使用超寬帶電流感應器檢測電流的流通趨勢。

2.6 紅外測溫式檢測技術

電力設備在運行時難免會出現(xiàn)溫度升高，不易控制的局面，對于這類情況需要時刻選用紅外線測溫技術進行監(jiān)測，該技術對設備表面上升溫度較敏感，以及每個環(huán)節(jié)溫度的多少都會有記載，一旦溫度超過正常溫度時，紅外線測溫技術就會自動報警，專家及技術人員就做出相應的調(diào)整和規(guī)劃，這樣可以有效避免零件脫落、老化現(xiàn)象的發(fā)生，而且是有一定的提前意識對設備進行檢修，防止造成更大的經(jīng)濟損失。

3 帶電檢測技術在電網(wǎng)設備中的應用存在的問題

3.1 缺少統(tǒng)一檢測標準

雖然帶電檢測技術在電力領域的發(fā)展時間較短，但我國電力系統(tǒng)的發(fā)展前景較為廣闊，當前居民和企業(yè)對電力具有較強的依賴性，雖然技術要求目前還沒有達到應有的效果，想要促成帶電監(jiān)測設備形成統(tǒng)一性的整體，仍然有較大的發(fā)展空間，同時也將面臨較大的挑戰(zhàn)。如果沒有設置統(tǒng)一的檢測標準，可能會影響檢測技術的發(fā)展前景，導致后期工作規(guī)范性不足，在一定程度上阻礙了該技術在電網(wǎng)設備中的運用和未來發(fā)展方向，因此相關技術人員要參照現(xiàn)有的資源，進行資源整合管理，擬定出統(tǒng)一的管理方案，推進帶電檢測技術向正確的發(fā)展方向前進[2]。

3.2 有待提升在線監(jiān)測的穩(wěn)定性

我國當前正處于經(jīng)濟的高速發(fā)展及科技水平不斷提高的時代背景下，在線監(jiān)測技術已經(jīng)廣泛應用到電網(wǎng)設備的運營維護工作，并且是一種重要的維修方式，這一監(jiān)測技術可以通過在線監(jiān)測設備時刻監(jiān)管設備的運行情況，如果出現(xiàn)問題，及時派遣人員維護、檢修，實現(xiàn)實時監(jiān)測的目標。但是，當前市場已經(jīng)存在的帶電檢測設備還不夠完善，使用過程中仍然有較多問題出現(xiàn)，其裝置在日常的監(jiān)測方面易受到周圍因素的影響，穩(wěn)定性較弱，更有設備失靈的嚴重問題，另外，檢測裝置自身存在一定缺陷，研究人員在研制時并沒有考慮到不確定因素的影響，使得檢測結果的正確性受到質(zhì)疑。

4 提升帶電技術在電網(wǎng)設備中應用實效性

4.1 統(tǒng)一檢測技術標準

為使檢測維修工作順利進行，減輕工作人員的工作壓力，必須對帶電檢測設備進行統(tǒng)一規(guī)劃、處理，達成統(tǒng)一目標，因此要將目前已經(jīng)存在的帶電檢測設備的功能、數(shù)量、質(zhì)量、操作水平等方面進行分類、調(diào)整，加強監(jiān)管力度，將淘汰落后的設備，確保檢測技術達到統(tǒng)一標準之上[3]。

4.2 加強專業(yè)檢測隊伍的核心技術水平

要想使帶電檢測技術更加方便、快捷，專業(yè)的技術人員是不可或缺的一部分，因此要積極開展培訓工作對技術進行探討，組內(nèi)成員之間互相分享經(jīng)驗，不斷提高自身知識素養(yǎng)，企業(yè)可以邀請專家為技術人員進行課程培訓，為保障專業(yè)檢測隊伍的核心水平穩(wěn)步提高做準備。

5 帶電檢測技術存在的問題

5.1 未形成一致的檢測標準

根據(jù)當前階段的檢測數(shù)據(jù)顯示可知，電力設備的檢測流程還沒有形成統(tǒng)一的整體，仍然面臨一定的問題，主要是每個環(huán)節(jié)出問題的原因和工作人員的貢獻意識不統(tǒng)一，不同廠家生產(chǎn)的設備使用過程中存在隱患，因此導致形成統(tǒng)一的檢測標準較困難。因此，紫外線技術因為具有準確的定位系統(tǒng)，所以在實際檢測過程中被廣泛應用，區(qū)別于其他檢測技術仍然占據(jù)上風。

5.2 缺乏可靠性

對于現(xiàn)階段的發(fā)展趨勢而言，電網(wǎng)設備的檢測工作已成為當今電力企業(yè)重點培養(yǎng)的項目之一，其關乎著整個企業(yè)運行鏈的發(fā)展前景，如果設備在運行中沒有得到好的監(jiān)測，同時數(shù)據(jù)報告存在漏洞將會導致不可預估的后果發(fā)生。較為廣泛應用的技術有在線監(jiān)測技術，該檢測技術是目前為止國內(nèi)電力企業(yè)使用較為廣泛的技術之一，該方法不僅簡單、便捷，而且不耽誤工廠的正常運行，但是由于發(fā)展時間較短，可靠性程度較低。

要想將裝置運行中存在的問題及時查找出來，需要應用在線監(jiān)測技術，如某電網(wǎng)公司在運行中，在線設備超過100套，但實際可以正常使用的不足70%，有許多設備閑置，導致資源嚴重的浪費[4]。出現(xiàn)此類現(xiàn)象完全可以歸結于在線監(jiān)測的力度不足，沒有全方面投入使用在線監(jiān)測技術，要想全方面提高監(jiān)測的效率，必須確保每臺設備都可以投入使用，這樣可以加強設備的穩(wěn)定性。

5.3 缺乏較為嚴格的維護管理體系

想要提高設備的穩(wěn)定性，保證其運行效率，工作人員必須使用帶電檢測技術維護設備，但在使用的過程中也會面臨眾多問題，包括管理制度是否完善，電網(wǎng)設備在運行中的事故概率多少都需要進行監(jiān)測。如在電站正常運轉時，某次檢測溫度為78℃，這時設備自身的報警裝置會被觸動，工作人員就要進行檢測，測量氫氣、總烷是否在正常水平之上，觀測設備運轉情況如何。

5.4 監(jiān)測裝置運行的穩(wěn)定性不足

截至目前，國家相關部門對電力設備的檢測和維修給予了足夠的重視，但是一些電力設備的運行情況仍然沒有得到解決。雖然在線檢測技術得到了廣泛的應用，完善了電力設備檢修過程中存在的漏洞，但仍然存在一些不容忽視的小問題。如設計不夠合理、原理缺乏準確性等。某電網(wǎng)公司的一項調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，181套在線監(jiān)測裝置，基本運行正常的為150套，運行故障或者停止運行的為31套，在總的裝置套數(shù)中占17%，該現(xiàn)象體現(xiàn)了在線監(jiān)測的不足。實施帶電檢測可以從另一方面實現(xiàn)對電力設備的全面檢測，保證電力設備的正常運行，才能提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，促進電網(wǎng)企業(yè)的發(fā)展。

6 帶電檢測技術的應用的建議

6.1 提高監(jiān)督管理

我國當前的檢測技術種類繁多，但自身存在較為嚴重的安全缺陷，穩(wěn)定性較弱，易受周圍環(huán)境的影響，存在檢查結果有效性較弱的情況。要想提高監(jiān)測結果的可靠性，需要對電網(wǎng)部門實施監(jiān)管措施，通過科學的方法提高檢測技術水平。

6.2 數(shù)據(jù)采集，統(tǒng)一檢測要求

科學進行數(shù)據(jù)采集工作，數(shù)據(jù)采集是帶電檢測過程中不可或缺的部分，在檢測監(jiān)督管理時，需要對設備進行全面的檢測，收集各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，工作人員憑借數(shù)據(jù)進行分析，保證信息化平臺順利運行[5]。

6.3 提高檢修技術

憑借電網(wǎng)設備為核心，對帶電技術進行運營研究，將在線監(jiān)測設備反映出的數(shù)據(jù)展開收集管理，并完成數(shù)據(jù)的整體分析，實現(xiàn)全覆蓋運行模式。但設備的完善工作是一個長期發(fā)展的過程，并不是短時間內(nèi)就可以完成的，需要一定的人力、財力，為電網(wǎng)建設提供保障服務。某種程度而言，其技術完善有利于實現(xiàn)統(tǒng)一化、標準化的運行模式，保障檢測技術在單位時間內(nèi)達到最高水平。現(xiàn)階段，儀表檢測技術多種多樣，但監(jiān)管力度水平較弱，相關部門明確管理規(guī)則是非常必要的方法。只要管理制度水平不斷完善，才能保證數(shù)據(jù)呈現(xiàn)多樣性的發(fā)展趨勢，同時設備數(shù)據(jù)的分析結果也是設備運行中較為重要的組成部分之一，分析系統(tǒng)的完善、評估工作是保證設備正常運行的必要途徑之一。

總而言之，經(jīng)過我國專家及各部門負責人長時間的努力，我國帶電檢測技術已經(jīng)正式投入使用，水平也有了明顯的提升，但帶電檢測技術對設備、人力、資金等方面要求水平較高，短時間內(nèi)達到較高水平還存在一定難度，因此要嚴格按照國家標準，控制好工作狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)集中收集起來進行多維化研究，保證數(shù)據(jù)具有準確性。