韓日東

(國網(wǎng)山東省電力公司煙臺供電公司 山東煙臺 264000)

摘要:  隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展和科學不斷進步,電力成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹匾M成部分,電力技術(shù)也在不斷和創(chuàng)新。帶電檢測技木逐漸取代了傳統(tǒng)的停電檢測方式,且被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中,帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用能夠非常全面地反映出電網(wǎng)設(shè)備的這行狀態(tài),使人們可以第一時間解決出現(xiàn)的問題,確保電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、可靠地運行。

關(guān)鍵詞:  變電設(shè)備;局部放電;帶電檢測技術(shù)

引言

局部放電作為一種脈沖放電,會在變電站設(shè)備內(nèi)部和周圍空間產(chǎn)生一系列的光、聲音、設(shè)備和機械的振動等物理現(xiàn)象和化學變化。這些伴隨局部放電而產(chǎn)生的各種物理和化學變化可以為監(jiān)測電力設(shè)備內(nèi)部絕緣狀態(tài)提供檢測信號。目前局部放電帶電檢測技術(shù)已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的停電檢測方法在變電站設(shè)備狀態(tài)檢測中得到了非常廣泛的應(yīng)用。

1局部放電帶電檢測技術(shù)

1.1脈沖電流法(電荷法)

脈沖電流法是研究最早、應(yīng)用最廣泛的一種檢測方法,IEC-60270為IEC正式公布的局部放電測量標準。脈沖電流法測量系統(tǒng)實際測量的結(jié)果是外部電路因感應(yīng)電荷重新分布而形成的脈沖電流。又稱電荷法。脈沖電流法經(jīng)檢測阻抗或電流傳感器,檢測試品回路中出現(xiàn)的脈沖電流(脈沖電壓),并通過注入的標準電荷標定得出試品視在放電量(電荷)。

1.2 GIS超高頻局部放電檢測

當氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備中出現(xiàn)絕緣缺陷時,在外加的高壓電場作用下,電子將被剝離(原子)并在外電場的作用下做加速和減速運動,形成局部放電脈沖。由于電子運動的速度的變化,放電通道對外要發(fā)射電磁波。電磁波向GIS腔體兩側(cè)傳播,在傳播的過程中電磁波將在GIS的不連續(xù)處經(jīng)歷反射和透射,信號能量會隨傳播距離的增加而衰減。當電磁波傳播到局部放電傳感器(接收天線)處,通過耦合從傳感器中將輸出一個電壓信號,并被存儲和分析。該檢測方法檢測靈敏度高、信號傳輸衰減慢、現(xiàn)場該頻段干擾小、不受機械干抗、可以實現(xiàn)快速定位。

1.3超聲法

聲波的產(chǎn)生也是開關(guān)柜局部放電的明顯特征。開關(guān)柜在局部放電的過程中產(chǎn)生的聲波是頻譜比較寬的聲波,從幾十赫茲到幾兆赫茲不等,跨越性比較大,通常情況下人的耳朵可以聽到低于20kHz的信號頻率,如果信號頻率高于20kHz那么人耳是聽不到的,這時就需要借助超聲波傳感器對信號進行接收。超聲波傳感器的工作原理是首先利用超聲探頭對信號進行接收,經(jīng)過一系列的處理之后以聲壓的形式反映出來,與此同時再將其轉(zhuǎn)換成人的耳朵可以聽到的信號頻率。因此,工作人員可以通過聲音信號來對設(shè)備是否存在放電問題進行系統(tǒng)的分析與判斷。另外,根據(jù)我國電力檢測的有關(guān)規(guī)定,超聲波的檢測周期應(yīng)該按以下標準:如果變電設(shè)備為新設(shè)備,根據(jù)規(guī)定應(yīng)該在設(shè)備投入運行一星期之內(nèi)對其進行超聲波的檢測;設(shè)備在運行過程中也應(yīng)該按規(guī)定標準進行檢測,一般在半年到一年的時間內(nèi)對設(shè)備進行一次檢測;如果設(shè)備運行出現(xiàn)故障或運行不良時也應(yīng)該檢測一次。另外,在檢測的過程中應(yīng)該特別注意,每一次檢測對于同一站的所有開關(guān)柜所使用的檢測儀器應(yīng)該相同。當采用超聲波的方式對變電設(shè)備進行局部放電檢測時,檢測依據(jù)主要是工作人員從耳機中聽到的聲音信號,超聲波檢測技術(shù)實際上就是對聲音信號的檢測,對耳機中檢測的聲音信號進行判定,從而判斷出變電設(shè)備是否存在放電問題。

1.4特高頻檢測定位

一般情況下,特高頻電磁信號本身就擁有較強的抗干擾能力,加之電磁波在變壓器中具有較快的傳播速度,這些特征都為其準確定位奠定了基礎(chǔ),但是高頻電磁波也有一定的缺陷,就是無法穿透金屬完成傳播,遵循幾何繞射理論,而電力變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜,絕緣紙板、繞組等都會影響電磁波的傳播路徑,有必要探討影響UHF電磁波傳播的影響因素。以油紙復合絕緣介質(zhì)為例,電磁波在其中的傳播損耗較小,但是在良導體中的傳播大都發(fā)生了反射。如果在放電源和特高頻傳感器之間放置鐵心及變壓器線圈等進行對比試驗,發(fā)現(xiàn)變壓器鐵心等實體金屬對電磁波造成強烈衰減,信號首峰難以分辨,而電磁波可有效穿越繞組線圈并接近直線傳播。雖然針對現(xiàn)場電力變壓器局部放電定位問題,許多研究人員開發(fā)出多種定位算法與時延估計方法,但仍與實際放電位置有很大誤差。

1.5 GIS設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中運用帶電檢測技術(shù)

(1)GIS設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中紅外線成像帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用

所謂紅外線帶電檢測技術(shù)就是將不可見的紅外輻射來做成可見圖像的轉(zhuǎn)換。GIS設(shè)備檢測點物體的紅外輻射通過鏡頭聚焦可以表現(xiàn)在探測器上面,紅外線探測器會將紅外輻射信號轉(zhuǎn)化為電信號,放大電信號并在熱像儀上面數(shù)字化處理成電子部分,以便可以轉(zhuǎn)換成可觀察到的紅外圖像在顯示器上。然而由于GIS設(shè)備具有一定的緊密性以及緊湊性,另外SF6氣體具有較強的傳熱性能,因此紅外測試手段在GIS設(shè)備上的檢測效果并不良好。根據(jù)應(yīng)用實踐可知,紅外線成像帶電檢測技術(shù)可以針對避雷器氣室缺陷以及PT問題進行有效檢測,同時利用該種帶電檢測技術(shù)來可以對加熱裝置的故障問題進行檢測。

(2)GIS設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中氣體泄漏帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用

測試GIS設(shè)備氣體泄漏問題時,傳統(tǒng)的局部包扎測試方法很難有效的實現(xiàn)檢測目的。而伴隨著我國逐漸增加的GIS氣室,對巡檢氣體泄漏的工作的質(zhì)量要求逐漸提高,而目前解決該類問題的主要方案就是采用激光檢漏儀來對氣體泄漏情況進行檢測。