摘要：在變電運(yùn)維過(guò)程中多種因素均會(huì)引發(fā)運(yùn)行事故的發(fā)生，因此需要加強(qiáng)檢測(cè)工作，如應(yīng)用帶電檢測(cè)技術(shù)保證事故的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決。文章所述研究對(duì)常見帶電檢測(cè)技術(shù)類型進(jìn)行分析，并就帶電檢測(cè)技術(shù)在變電運(yùn)維中的應(yīng)用進(jìn)行探究，為相關(guān)人士提供參考。

關(guān)鍵詞：變電設(shè)備；帶電檢測(cè)技術(shù)；在線監(jiān)測(cè)裝置；變電運(yùn)維；電力系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM73 文章編號(hào)：1009-2374（2017）11-0096-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.049

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，因此對(duì)于電力系統(tǒng)提出了更高的要求，在保證供電量的同時(shí)也需保證供電質(zhì)量。為此我國(guó)加大了電力系統(tǒng)建設(shè)力度，在擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模的同時(shí)也積極引進(jìn)新型檢測(cè)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。電力系統(tǒng)主要包括發(fā)電、變電、輸電以及配電四個(gè)部分，而變電運(yùn)維對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量有著決定性影響，為此需要對(duì)變電進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并引用先進(jìn)技術(shù)保證監(jiān)測(cè)質(zhì)量。帶電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于變電運(yùn)維工作有著重要影響，需加強(qiáng)研究。

1 變電運(yùn)維帶電檢測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

變電運(yùn)維帶電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用可以發(fā)現(xiàn)人眼以及耳朵不能發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，且可以提前發(fā)現(xiàn)變電運(yùn)維中存在的安全隱患，檢測(cè)流程如圖1所示。針對(duì)檢測(cè)中存在的問(wèn)題進(jìn)行帶電作業(yè)處理，可在一定程度上保證變電設(shè)備處于健康狀態(tài)。首先，帶電檢測(cè)的進(jìn)行無(wú)需停電，不會(huì)對(duì)周邊居民生活和工廠生產(chǎn)造成影響，且檢測(cè)操作便捷、安全。設(shè)備監(jiān)測(cè)工作可以與日常巡視工作同步進(jìn)行，保證在設(shè)備安全運(yùn)行的同時(shí)避免因?yàn)橥ｋ娊o用電客戶帶來(lái)用電問(wèn)題，這為電力用戶帶來(lái)了極大的便利；其次，檢測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，例如可對(duì)絕緣的缺陷度進(jìn)行檢測(cè)和診斷。很多變電站設(shè)備若處于運(yùn)行狀態(tài)下則不能對(duì)其檢測(cè)狀態(tài)進(jìn)行判斷，處于運(yùn)行狀態(tài)也不能靠近，安全隱患難以發(fā)現(xiàn)。巡檢儀的使用便可對(duì)絕緣缺陷進(jìn)行檢查，收集檢測(cè)數(shù)據(jù)并直接生成數(shù)據(jù)文檔，便于管理與分析。然后，試驗(yàn)周期也可對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，這樣便可及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣隱患，了解設(shè)備缺陷的實(shí)際情況以及變化趨勢(shì)。

2 帶電檢測(cè)技術(shù)分類

2.1 紅外線成像

紅外線成像監(jiān)測(cè)技術(shù)如圖2所示，可將其應(yīng)用于變電電氣設(shè)備因?yàn)殡娮钃p耗和介電損耗等多重原因引發(fā)的局部溫度快速升高的監(jiān)測(cè)。但是紅外線成像技術(shù)也存在不足，如紅外線的穿透能力較差，所以如果需對(duì)較為復(fù)雜的電氣設(shè)備進(jìn)行故障檢測(cè)，并且故障的發(fā)生位置和電氣設(shè)備的表面距離較遠(yuǎn)，則使用紅外線成像技術(shù)的檢測(cè)效果較差。

2.2 暫態(tài)地電壓檢測(cè)技術(shù)

局部放電過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電磁波，當(dāng)電磁波通過(guò)檢測(cè)設(shè)備傳至地面就會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)電壓脈沖。若發(fā)生局部放電故障，帶電設(shè)備就會(huì)將電子傳送至相應(yīng)的位置，在傳送過(guò)程中會(huì)伴隨著電磁波。由于電磁傳播過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生趨膚效應(yīng)，電磁波會(huì)先傳送至金屬物體，因此很多電磁波信號(hào)會(huì)被金屬物質(zhì)阻隔。若電磁波從設(shè)備內(nèi)部向外傳送過(guò)程中與金屬物質(zhì)接觸，則會(huì)產(chǎn)生瞬間電壓信號(hào)，即暫態(tài)地電壓。暫態(tài)地電壓技術(shù)在實(shí)際操作過(guò)程中需要采用專用的檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，且主要的檢測(cè)位置有開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜以及配電網(wǎng)等位。安裝在被測(cè)設(shè)備表面的暫態(tài)地電壓傳感器獲得一定的電壓時(shí)間差，這樣就可以確定局部放電發(fā)生的具體位置，依此對(duì)局部位置進(jìn)行深入調(diào)查，并對(duì)放電的強(qiáng)度、頻率等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。暫態(tài)地電壓以及局部放電強(qiáng)度均與其傳播息息相關(guān)，尤其是衰減程度、局部放電位置、被測(cè)設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和被測(cè)設(shè)備的外部縫隙等有直接關(guān)聯(lián)。一般情況下，放電位置之間的間隔距離越小，則暫態(tài)地電壓傳感器檢測(cè)獲得的暫態(tài)電壓數(shù)值就會(huì)越高。另外，暫態(tài)地電壓信號(hào)與局部放電活動(dòng)程度也有所關(guān)聯(lián)，其關(guān)系可用dB/mV表示。

2.3 避雷器帶電測(cè)試技術(shù)

避雷器帶電測(cè)試適用于無(wú)間隙的金屬氧化物避雷器，對(duì)各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，及時(shí)了解避雷器的運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行參數(shù)中總泄漏電流數(shù)值在一定程度上可以反映避雷器的絕緣能力，而阻性泄漏電流數(shù)值可以反映絕緣性質(zhì)量。避雷器帶電測(cè)試過(guò)程中因?yàn)榇嬖诙喾N影響因素，為了保證測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可參考，可以采用補(bǔ)償法測(cè)量阻性泄漏電流，以有效抵抗外部干擾，保證檢測(cè)質(zhì)量。同時(shí)對(duì)避雷器阻性電流檢測(cè)結(jié)果中紅外數(shù)據(jù)存在異常的，可以對(duì)其內(nèi)部的受潮情況進(jìn)行初步判斷，在必要時(shí)停止供電進(jìn)行解體。

3 變電帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例分析

本次研究以某500kV變電站為例，對(duì)其變壓器的內(nèi)部缺陷進(jìn)行帶電檢測(cè)。于2013年將變壓器投入運(yùn)行，在運(yùn)行過(guò)程中技術(shù)人員需要依據(jù)相關(guān)技術(shù)要求對(duì)主變壓器實(shí)施檢測(cè)內(nèi)容。在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中，檢測(cè)人員發(fā)現(xiàn)主變壓器油箱出現(xiàn)了氣體溶解的問(wèn)題，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)也存在異常。本次檢測(cè)內(nèi)容詳細(xì)如下：

3.1 設(shè)備跟蹤試驗(yàn)情況

通常情況下，為了保證變壓器的運(yùn)行狀態(tài)良好，需在變壓器投入運(yùn)行的1d、4d、10d、30d進(jìn)行檢查，因?yàn)楸敬窝芯繉?duì)象變電站中變壓器出現(xiàn)了氣體溶解現(xiàn)象，需對(duì)其運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證其運(yùn)行狀態(tài)良好。本次檢測(cè)過(guò)程中，技術(shù)人員對(duì)2號(hào)變壓器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)，1d檢測(cè)數(shù)據(jù)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常，變壓器運(yùn)行良好，4d時(shí)發(fā)現(xiàn)油中溶解氣體檢測(cè)結(jié)果中三相本體油中存在C4H2。為了就部分C4H2的存在是否會(huì)對(duì)變壓器設(shè)備運(yùn)行造成影響，技術(shù)人員進(jìn)行跟蹤觀測(cè)，并每日都詳細(xì)記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)，納入工作日志。15d后，技術(shù)人員對(duì)絕緣油進(jìn)行了色譜檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果詳細(xì)如下：A相0.61υL/L、B相0.17υL/L、C相0.25υL/L。技術(shù)人員就檢測(cè)結(jié)果繪制了曲線圖，如圖3、圖4所示。由圖3、圖4可知，A相特征氣體在15d左右的檢測(cè)中其含量不斷提高，B相氣體趨于穩(wěn)定，C相氣體也逐漸在增長(zhǎng)，但是增長(zhǎng)速度緩慢。由此確定2號(hào)主變壓器運(yùn)行中存在故障，會(huì)出現(xiàn)低能放電現(xiàn)象。為了保證電力系統(tǒng)整體運(yùn)行穩(wěn)定，需要對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行全面檢查，加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析研究，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)解決問(wèn)題。

3.2 電氣試驗(yàn)情況

3.2.1 變壓器鐵心接地電路測(cè)試。在該檢測(cè)內(nèi)容實(shí)施過(guò)程中，為了給電力檢測(cè)工作的開展提供有力條件，有效控制檢測(cè)人員檢測(cè)結(jié)果誤差，需注重檢測(cè)過(guò)程的控制。基于此，本次檢測(cè)中技術(shù)人員給出的檢測(cè)結(jié)果如下：A相11.1mA、B相11.1mA、C相13.5mA，均低于相關(guān)技術(shù)規(guī)定要求。

3.2.2 局部放電測(cè)試。在正式開展該測(cè)試內(nèi)容前需要做好前期準(zhǔn)備工作，備檢測(cè)設(shè)備，主要有MICO-II超聲定位儀、TWPD-2E多通道數(shù)字局部放電綜合分析儀。另外，局部放電測(cè)試中，為了全面提升檢測(cè)質(zhì)量，技術(shù)人員需要發(fā)揮多種檢測(cè)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，綜合采用脈沖電流法以及超聲波檢測(cè)法。在檢測(cè)時(shí)，通過(guò)對(duì)寬頻帶電流互感器的合理使用，獲得變壓器鐵心中脈沖電流信息數(shù)據(jù)，然后采用局部放電超聲探測(cè)設(shè)備對(duì)變壓器油箱壁局部放電進(jìn)行超聲檢測(cè)，在該檢測(cè)過(guò)程中需要做好定位工作。

3.2.3 測(cè)試結(jié)果。對(duì)于上述測(cè)試內(nèi)容，技術(shù)人員檢測(cè)過(guò)程中均發(fā)現(xiàn)A相異常，放電數(shù)值約為150×104pC。

3.3 鐵心電位狀態(tài)的局放檢測(cè)

為了明確2號(hào)主變壓器的故障類型和故障原因，技術(shù)人員在檢測(cè)之前經(jīng)過(guò)試驗(yàn)分析會(huì)將故障原因確定為“鐵心-夾件”的放電。但是為了對(duì)故障的深入了解，技術(shù)人員加強(qiáng)了對(duì)鐵心部位的監(jiān)測(cè)，尤其是電位狀態(tài)參數(shù)的變化，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了放電狀態(tài)的跟蹤觀察目標(biāo)。鐵心電位狀態(tài)局部放電檢測(cè)的工作原理是當(dāng)鐵心在安全電壓下運(yùn)行，電位狀態(tài)出現(xiàn)變化時(shí)，變壓器的放電狀態(tài)也會(huì)隨之變化，由此需對(duì)“鐵心-夾件”的放電現(xiàn)象予以確認(rèn)。另外，試驗(yàn)中，當(dāng)變壓器鐵心對(duì)地電壓為223V時(shí)，變壓器的超聲信號(hào)不斷變強(qiáng)，提升幅度為5～10dB。技術(shù)人員依據(jù)該現(xiàn)象確認(rèn)放電是在“鐵心-夾件”之間發(fā)生的。造成該現(xiàn)象的原因有兩方面：磁分路和鐵心間距過(guò)短，且絕緣防護(hù)措施不到位；220kV的繞組端部的磁分路厚度不達(dá)標(biāo)，安裝時(shí)未對(duì)槽內(nèi)間隙進(jìn)行控制，引發(fā)積碳。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，變電設(shè)備的正常運(yùn)行對(duì)于電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的保證有著重要意義，其對(duì)于保證日常生產(chǎn)生活供電和提供高質(zhì)量的電能也有決定性作用。為此需要強(qiáng)化電力設(shè)備的檢測(cè)，并采用適宜的檢測(cè)技術(shù)保證檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，為故障排除和處理奠定基礎(chǔ)。帶電檢測(cè)是當(dāng)前較為常見的檢測(cè)措施，為保證檢測(cè)質(zhì)量，需依據(jù)檢測(cè)歷史數(shù)據(jù)和實(shí)際情況對(duì)檢測(cè)過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)控，以維護(hù)電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：孫艷飛（1983-），女，山東棗莊人，國(guó)網(wǎng)北京城區(qū)供電公司中級(jí)工程師，研究方向：配網(wǎng)運(yùn)維。

（責(zé)任編輯：蔣建華）