帶電檢測技術在變電運維中的應用

魏家鳴

國網江蘇省電力有限公司無錫供電分公司 江蘇 無錫 214000

引言

在對變電設備進行檢測的過程中，帶電檢測是一項關鍵的技術內容。科學合理的帶電檢測不僅可及時確定變電設備的放電問題，同時也可以讓正常供電得到良好保障。因此，在對此類問題進行檢測的過程中，電力企業和相關的技術人員一定要加強帶電檢測技術的研究，并使其在具體的檢測中得以合理應用。通過這樣的方式，才可以及時發現變電設備中的放電問題，以便為局部放電問題的有效解決奠定堅實的技術基礎。

1 帶電檢測技術要求

變電站中的任何一個環節都非常重要，若某一環節出現問題，就會導致整個變電站系統運行出現問題，為避免發生此類問題，必須要定期對變電站實施監測。帶電檢測技術的監視流程與傳統檢測技術不同，檢測更具靈活性，應定期對變電站設備的變壓器以及一些重要部件實施帶電檢測[1]。帶電檢測包括紅外測溫系統、頻譜檢測以及放電檢測等，對于放置人工智能系統的變電站，可采用多種現場檢測技術進行檢測，經過智能機器人進行巡檢后，專業運行維護人員需要進行復查。檢測后會存留一些數據，運維人員可以根據檢測數據對變電設備中可能存在的隱患問題以及缺陷實施判斷，并盡快安排相應的人員在現場實施帶電檢測，若發現部門存在問題或隱患時，為了保證變電站設備的合理運行，必須停止電源進行處理和解決。

2 帶電檢測技術在變電運維中的優勢

在變電運維過程中，電力行業的技術人員可以應用帶電檢測技術，及時發現日常工作中肉眼無法觀察到的問題，及時排除安全隱患，防止安全事故的發生。帶電檢測技術還有一個很大的優點，就是技術人員在檢測過程中不必斷電，很大程度上避免了停電對附近用戶的影響，而且操作非常簡單安全。帶電檢測技術可以有效地提高技術人員的工作效率，因為技術人員在日常的巡檢工作中，可以直接應用帶電檢測技術對變電站設備的運行狀態進行檢測，可以有效地避免煩瑣復雜的檢測步驟，使操作變得簡單高效。例如，技術人員可以直接應用帶電檢測技術來檢測和診斷絕緣缺陷的程度。在變電站設備的日常操作中，技術人員無法判斷設備的檢測狀態，不僅如此，在變電站設備的操作中，如果人員靠近設備，會產生相當大的安全隱患，這時就可以利用巡檢儀檢測絕緣缺陷，對檢測數據進行收集，并將這些數據直接在文檔中進行保存并加以分析。運用此項技術的運維人員還可以在試驗周期之內調整變電設備的運行狀態，做到第一時間發現設備存在絕緣隱患的位置、設備缺陷的真實情況和變化趨勢。

3 帶電檢測技術要點

3.1 紅外測溫技術

紅外線波長在0.75～1000μm之間，這是紅外線輻射。紅外測溫技術的應用，主要是考慮到紅外線對于溫度的敏感性，基于該項技術能夠將物體表面的輻射能量密度加以清晰顯示[2]。紅外線輻射的存在，與物體溫度存在相關關系，而不受物體種類的影響，因而在實際測量過程中可以對紅外測溫技術加以科學化利用。紅外測溫技術具有較強的靈敏度，在實際應用過程中不需要取樣，即可滿足實際使用需要。以紅外測溫技術為支持，能夠對被檢測設備實施大面積掃描，對電流及設備整體的發熱情況進行準確測量。為確保紅外測溫技術應用的可靠性，需要就實際檢測環境進行嚴格把控，降低風速、其他輻射等因素的影響。當前科技條件下，紅外快速檢測與準確檢測技術的協調應用具有良好的適應性，主要流程是通過紅外快速檢測技術來實施快速檢測，明確存在問題，并實施準確檢測，但環境因素作用下，檢測結果也可能存在一定差異性。

3.2 超聲波信號檢測技術

當變電設備出現放電等不正常的現象后，利用超聲波信號檢測技術可以將信號通過超聲波的方式將信息傳輸到設備表面。超聲波信號技術與紅外測溫技術存在相似之處，也不會受到電磁場的影響和干擾。此外，超聲波技術與紅外檢測技術不同的是，該技術可以應用于大型電容器和氣體絕緣開關的帶電檢測。在具體工作中，超聲波信號檢測技術主要用于設備的放電檢測，分別是配電變壓器開關設備以及斷路器。此外，該技術還可以檢測無法直接使用肉眼看到的故障。配電設備和電纜終端放電引起的振動幅度通常較小，這一點需要引起重視，如果此時應用超聲波信號檢測技術實施檢查與測量，那么檢測結果極可能出現偏差，導致準確性無法保證。

3.3 暫態地電壓檢測技術

該項技術的應用，主要是對局部放電狀態下的電磁波加以利用，經檢測設備向地面傳導，暫態電壓隨之產生。一旦局部放電情況出現，變電設備會向其他位置帶動電流，電磁波隨之產生，在其趨膚效應下，向附近金屬物質表面傳播電磁波，而實際進入設備內部并得以傳播的電磁波有限，當電磁波自設備內部與金屬表面產生接觸，電壓信號隨之產生。以暫態地電壓傳感器為輔助實施檢測，能夠把握變電設備是否存在局部放電，利用設備外部所設置暫態地電壓傳感器來獲得電壓時間差，鎖定局部放電區域，就實際放電強度進行計算。

3.4 超高頻局部放電檢測技術

在變電設備局部放電檢測中，超高頻檢測技術也是一項關鍵的技術形式，該技術又叫作GIS檢測技術。在變電設備絕緣中有缺陷存在的情況下，如果外部施加了高壓電場，電子就會從原子中剝離，并在電場中做加速或減速運動，進而在局部出現放電脈沖。因為電子運動速度處在變化狀態，所以放電通道也會將電磁波發射到外部。在電磁波傳播到GIS腔體兩側的過程中，在不連續的位置，電磁波就會經歷反射以及透射過程，而隨著其傳播距離的加大，其信號能量將會逐漸衰減[3]。當傳播到局部放電傳感器（也就是接收天線）位置時，電磁波將會以耦合的形式將一個電壓信號從傳感器中輸出，并對其進行儲存和分析。這種檢測技術不僅具有極高的靈敏度，且信號在傳輸過程中的衰減情況也比較慢，所受頻段干擾非常小，不會受到機械干擾。將該檢測技術合理應用到變電設備局部放電檢測中，不僅可以及時發現其局部放電現象，同時還可以達到迅速定位效果。

3.5 脈沖電流檢測技術

在對變電設備中的局部放電現象進行帶電檢測時，脈沖電流檢測技術是一種廣泛應用的技術形式。為確保該技術的應用效果，國際電工委員會還為此專門制定了一個標準規范，也就是IEC-270檢測規范，該規范不僅在局部放電測試中有效，且在直流狀態下的局部放電檢測中依然有效。按照脈沖電流檢測技術中的基本檢測回路，可將這種方法按兩類來進行劃分，第一是直接檢測技術，第二是平衡檢測技術，而直接檢測技術又可以按照并聯和串聯來進行劃分。在通過直接檢測技術進行變電設備局部放電檢測的過程中，通常會面臨很多的干擾，進而對其檢測靈敏度造成不良影響。為實現干擾程度的有效降低，可在檢測之后再一次用平衡檢測法進行檢測，以此來確保檢測精度。平衡檢測法有多種測試回路，其中，西林電橋以及差分電橋是最主要的回路形式。就當前的技術水平來看，西林電橋對于干擾的抑制比可以達到幾十，而差分電橋則可以達到數百甚至是上千。但是相比較直接檢測技術而言，平衡檢測技術的靈敏度更低一些，一般僅作為一種輔助檢測技術來使用。

3.6 局部放電檢測技術

該檢測技術可以科學地檢測變電站設備的絕緣能力，并根據其絕緣子壽命分析設備的運行狀態。由于傳統的變電所設備主要采用絕緣電阻來完成絕緣過程，需要較長時間進行帶電檢測，可能會耽誤生產過程。但該檢測技術可以有效解決檢測時間問題，保證設備的穩定安全運行。它主要用于檢測兩類設備：①電纜接頭設備；②電纜終端設備。在變電站設備的使用中，產生局部放電的因素有很多，如過壓運行、諧波失真、雷擊等。局部放電后，直接發射電磁波產生噪聲等物質，然后產生氮化物和碳化物，實時發射紅外信號。該檢測技術可以快速檢測發射信號（信號頻率在3~30mhz之間），并結合檢測裝置采集脈沖電流。其中，脈沖電流一般發生在變電設備故障時，此時會出現放電現象，從而產生相關電流。收集電流后，再將其輸入相應檢測裝置中。檢測裝置可以對收集到的信號進行實時處理，利用信號分離操作功能處理放電信號的同時，消除不同干擾因素（如噪音等）。最后，根據實際情況判斷放電故障。

4 變電設備帶電檢測技術的應用策略

4.1 落實專業化管理

變電設備帶電檢測工作的順利推進，需要高度重視帶電檢測設備的管理與維護，促進其使用功能的最大化發揮。在這一環節，以帶電檢測設備為對象，安排專門人員負責落實管理，從設備使用、存儲和維護角度出發，制定并完善相關制度，確保帶電檢測制度的規范化與可行性。帶電檢測設備管理方面應當建立責任制度，強化工作人員責任意識，規范有序落實帶電檢測設備管理工作，保證管理質量與效果，優化帶電檢測設備使用性能，檢測數據的準確度也能夠得到保證。

4.2 提升工作人員專業素養

供電企業需要加強對變電運維人員的綜合素質的培訓，不僅僅是專業技術職能方面，更重要的是對變電運維人員的安全運維意識方面的培養。通過定期組織培訓，工作人員能夠加強對現代化技術設備以及相關操作的認知，通過長期的培養能夠提升工作人員的技能水平，加強認知從而促進變電運維人員能夠按照供電企業的相關規定要求進行變電運維的操作，以保證變電設備能夠正常穩定的運行。

4.3 定期進行帶電檢測

隨著科技和經濟的快速發展，人們生活中的用電量也在逐漸增加。因此，在這種情況下，變電站設備的運行維護壓力逐漸增大，變電站設備眾多部件中任何一個部件的損壞都會對電力運行系統產生嚴重的不利影響。因此，為了解決這一問題，電力企業有必要根據自身企業的運行情況，對電力設備進行全面、定期的在線檢測，針對不同的檢修問題，制定有針對性、科學合理的檢修檢測方案，從而有效降低因變電站突發事故造成的檢測和維護困難的情況，以此來保證整個變電設備的穩定運行和安全性，滿足廣大用戶的用電需求[4-5]。

4 結束語

帶電技術檢測對變電運維工作運行有重要作用，利用帶電技術檢測可為變電運維工作適應電力系統良好運行提供基礎保障，同時運維工作人員也能依靠先進方法與技術手段做好運維工作。深入開展變電運維工作，要充分利用好每一種帶電檢測技術，不同帶電檢測技術具有不同優勢，可根據設備實際情況合理選擇，當設備發生故障時，應在短時間內發現并及時處理，實現對設備的實時檢測，以此保障電力系統運行的安全性與可靠性。