朱亞平

（國網(wǎng)安徽省電力公司池州市貴池區(qū)供電公司，安徽 池州 247000）

輸變電設備帶電檢測技術研究

朱亞平

（國網(wǎng)安徽省電力公司池州市貴池區(qū)供電公司，安徽 池州 247000）

檢驗設備能否正常運行的主要方式是帶電檢測。本文簡要分析了我國電網(wǎng)帶電檢測技術的應用，探究電網(wǎng)輸變電設備帶電檢測技術，說明帶電檢測技術整體的使用范圍、技術要求、綜合水平、數(shù)據(jù)分析情況以及存在的問題等，后續(xù)制定相對完善的管理意見，促進輸變電設備帶電檢測技術水平提升，為今后的檢驗奠定基礎。

輸變電設備；帶電檢測；狀態(tài)檢修；可靠性

當前電力系統(tǒng)的發(fā)展水平正在提升，相應的容量也在不斷擴大，未來將會對基本的安全性提出更高的要求，但是傳統(tǒng)管理方式進行實驗存在諸多不足。預防性實驗操作過程中需要按照特定的周期實施，不能準確找出電氣設備存在的問題，整體的管理狀況也無從知曉，運行環(huán)節(jié)會和檢測結果之間存在較大的差距，所以不能作為有效的理論依據(jù)分析設備狀態(tài)以及最終結果[1]。從各項管理技術、方法的完善，電力設備帶電檢測技術整體水平也在不斷提升。帶電檢測通常需要有專業(yè)的設備作為主要支撐，另外實際運行過程中應該對基本的數(shù)據(jù)信息進行采集、分析、處理等等，完成整體的帶電審核檢驗，此種方式能夠檢測短時間的基本情況，和長期檢測存在一定不同之處。

全面分析帶電檢測技術，可以了解電力設備存在的各種問題，采取有效的方式進行處理，避免影響后續(xù)正常工作，最大限度挽回對于企業(yè)造成的損失以及不良影響。關于資料信息的收集，應該分析電網(wǎng)輸變電設備帶電檢測技術，了解使用過程中可能會出現(xiàn)的矛盾等，制定有效的管理政策，促進整體發(fā)展[2]。

1 電網(wǎng)輸變電設備帶電檢測技術應用情況

1.1 變壓器帶電檢測技術應用情況

電網(wǎng)進行變壓器帶電檢測使用到的方式主要有溶解氣體分析、紅外檢測、接地電流檢測以及放電檢測等。目前應用范圍比較廣的是紅外檢測，能夠檢驗變壓器出現(xiàn)的故障。發(fā)熱檢測、溶解氣體分析也已經(jīng)成功應用在各個領域[3]。其他幾種檢測方法，因為各自具備的優(yōu)勢不同，實際情況也存在一定差異。

1）帶電局部放電檢測

經(jīng)過相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2014年9月電網(wǎng)公司使用的10kV及以上主變壓器總共有3460臺，帶電檢測的主變壓器為260臺，整體的利用比例為8%；實施局部放電檢測管理之后，發(fā)現(xiàn)自身設備存在問題的主要有 2臺[4]。結合不同的電壓等級進行判斷，500kV主變壓器帶電局部放電檢測應用范圍以及全面覆蓋；220kV主變壓器帶電局部放電測試所占的比重為5%；110kV主變壓器帶電局部放電測試應用所占的比重最低，為0.3%，如圖1所示。

圖1 不同電壓等級下變壓器局部放電帶電測試應用情況

電網(wǎng)公司管理過程中主要使用的是主變壓器局部放電檢測技術，通過放油閥內(nèi)部的高頻探頭完成整體的放電測試。傳感器在整個過程中可以借助排油閥以及濾油閥實施安裝建設，倘若出現(xiàn)無法安裝等問題，將會直接影響最終放油閥的檢測[5]。針對這種情況可以選擇超高頻局部放電進行測試研究，主要方法是超聲檢測。

主變壓器進行局部放電管理需要有專業(yè)人員執(zhí)行操作，同時對于操作人員的專業(yè)技術水平、專業(yè)知識、管理經(jīng)驗等都有一定的要求，但是此前并沒有完善的管理體系進行約束，主變壓器進行局部放電管理的應用水平不高。變壓器帶電局部放電檢測需要借助超高頻以及超聲波進行處理，經(jīng)過檢驗發(fā)現(xiàn)整體效果良好，能夠全面處理主變壓器存在的絕緣缺陷，避免各種矛盾、問題的產(chǎn)生等，后續(xù)應該提升整體的推廣水平[6]。

2）鐵心接地電流檢測

主變壓器鐵心接地電流整體的變化主要受電壓的影響，如圖2所示。220kV主變壓器應用鐵心接地電流所占的比重最大，高達87%；500kV主變壓器應用鐵心接地電流所占的比重為53%；110kV主變壓器應用鐵心接地電流所占的比重最低，為50%[7]。由此可得鐵心接地電流在各個領域的應用都比較普遍。

圖2 不同電壓等級下變壓器鐵心接地電流測試應用情況

鐵心接地電流的檢測相對比較簡便，對于專業(yè)技術人員的要求水平也不高，同時一旦發(fā)現(xiàn)主變壓器等地方出現(xiàn)問題能夠有效應對，這就是鐵心接地電流檢測能夠成功應用在各個領域的關鍵因素。隨著時間的推移，鐵心接地電流各項檢測缺乏專業(yè)的依據(jù)，整體操作也沒有完善的管理規(guī)范約束，維修人員對于設備的檢驗評估沒有專業(yè)標準參照，都是根據(jù)廠家提供的意見做出判斷，經(jīng)常容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)分析不合理，數(shù)據(jù)不完整等問題[8]。

1.2 電容型設備帶電檢測技術應用情況

電容型設備帶電檢測技術整體的利用水平不高，多數(shù)設備管理都是使用接地結構進行，不同檢測方法最終都要通過接地導線做出調(diào)整，才能正確規(guī)避末屏受潮等問題，保證基本的安全性。除此之外分析存在的各種矛盾，因為電容型設備整體的帶電檢測水平不高，使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)不穩(wěn)定等情況，容易造成檢驗缺陷。

電容型設備帶電檢測技術具體分析應該按照電壓等級做出判斷，具體情況如圖3所示。500kV主變壓器套管帶電檢測應用所占的比重最大，為5.7%；110kV和220kV主變壓器套管帶電檢測應用二者所占的比重以此是1.7%和1.5%[9]。110kV電容式電壓互感器及耦合電容器帶電檢測應用占據(jù)的比重最大，為4.4%；220kV帶電檢測應用占據(jù)的比重為4%，550kV應用設備所占比重最少，為3.6%。分析電流互感器可以得出的信息是110kV設備整體利用比重最大，是5.3%，220kV設備所占的比重為4.1%；500kV設備還沒有實行帶電檢測[10]。

圖3 容性設備各電壓等級帶電測試應用情況

1.3 開關柜帶電檢測技術應用情況

其公司關于開關柜設置的有56900面，多數(shù)都是借助地電波進行局部問題分析探究，成功進行檢測的開關柜有 55300面，所占應用比例為 97.2%。使用超聲波進行檢驗開關柜的有55300面，所占的比重為97.2%。使用紅外線技術做出檢測的有51000面，整體的應用比例為 89.6%[11]。關于各項缺陷問題探究，紅外檢測技術出現(xiàn)問題的頻率比較高，最高為260次。超聲波進行局部范圍內(nèi)的放電檢測出現(xiàn)缺陷的可能性比較小。

正常 10kV以上的電壓開關柜帶電檢測等級都是按照特定的要求判斷，最終的處理結果見表 1。局部放電檢測技術以及紅外檢測技術對于基本的開關柜要求比較高，覆蓋范圍也比較廣，涉及到的領域有很多。但是使用 20kV開關柜整體數(shù)量比較有限，對應的應用水平也存在諸多問題。35kV開關柜提供的帶電檢測技術以及總體水平相對不足。

表1 不同電壓等級開關柜帶電檢測技術應用現(xiàn)狀

1.4 隔離開關帶電檢測技術應用情況

當前電網(wǎng)設置的運隔離開關總共有26990組，借助紅外線技術檢驗隔離開關的有26340組，整體的應用比例為 97.6%。使用紫外線進行檢測的隔離開關為480組，應用比例為1.8%。由此可以得出的結論是紅外線技術的應用領域非常廣。針對存在的問題做出判斷，紅外線技術在使用過程中出現(xiàn)失誤的次數(shù)為1400，證明紅外線檢測技術整體利用水平比較高[12]。因此紫外線技術的使用范圍有限，沒有在整個范圍內(nèi)全面落實，關于有效性還需要進一步分析。

隔離開關帶電檢測技術根據(jù)不同的電壓等級做出區(qū)分，詳情見表 2。由于紅外線技術的使用范圍比較廣，利用效率也比較高。紫外線整體利用效率十分有限，同時使用范圍比較小，雖然在500kV占據(jù)的比重加大，但是仍然無法和紅外線進行對比。

表2 不同電壓等級隔離開關帶電檢測技術應用現(xiàn)狀

1.5 GIS帶電檢測技術應用情況

關于GIS帶電檢測技術的分析，其中存在5100個間隔，具體的帶電檢測技術管理現(xiàn)狀如圖3所示。紅外線檢測管理方式比較有效，同時使用領域非常廣；SF6氣體濕度、氣體分解物的檢測應用范圍也非常廣，同時局部放電檢驗過程中，使用超聲檢驗的比重為 87%，超高頻的檢測所占比重為 84%；SF6氣體泄露通過紅外線成像是最新研發(fā)的一種方式，在諸多領域都取得了很大進步，整體覆蓋水平為6.1%。

綜合實際檢測問題做出判斷，SF6氣體泄漏紅外成像能夠技術發(fā)現(xiàn)操作過程中出現(xiàn)的問題，使用此種方式能夠準確發(fā)現(xiàn)存在的漏洞，同時采取有效的方式處理。SF6氣體濕度分析以及SF6氣體產(chǎn)物分析存在很多問題，但是這兩種方式依然在整個過程中占據(jù)重要地位。局部放電使用過程中會受諸多因素限制，出現(xiàn)的問題也非常明顯，都可以借助超高頻的方式完成，借助外部絕緣結構實施GIS測驗。對于不同的測試管理提出幫助，分析設備的內(nèi)部變化，中心導體熱輻射能夠降低外殼的問題，同時減少紅外測試系統(tǒng)的靈敏性問題。

2 帶電檢測技術的應用實例

2.1 某變電站TA故障情況分析

2016年3月8日中午，在對某變電站進行紅外測溫時發(fā)現(xiàn)530電流互感器C相膨脹器與本體連接處熱點溫度為58.2℃，A、B兩相均為18℃。3月9日對該臺互感器取油樣進行色譜檢測，檢測結果發(fā)現(xiàn)油中總烴、乙炔、氫氣含量已嚴重超標。繼續(xù)對該臺電流互感器進行了紅外測溫，其C相膨脹器與本體連接處熱點溫度達到了95℃（如圖4所示），A、B兩相均為30℃，判定為危急缺陷，立即進行停電處理。

圖4 故障TA紅外測溫情況

通過對該互感器C相進行絕緣電阻、直流電阻、高壓介損測試等各項測試結果可知，除了一次繞組直流電阻值較正常值偏大外均無異常，解體檢查發(fā)現(xiàn)該電流互感器2組一次繞組與出現(xiàn)接線端子處分別都存在嚴重燒灼的痕跡，綁帶已松開（如圖5所示）。

圖5 一次繞組與出現(xiàn)接線端子處綁帶

在拆除該電流互感器上均壓環(huán)后，將一次繞組與出線接線端子處的螺帽進行擰緊加固處理，重新測量的一次繞組直流電阻值為99.0μΩ。綜合解體前各項測試結果和紅外測溫結果，判斷故障原因為一次繞組與出線接線端子處螺絲松動，造成接觸不良，導致該處接觸電阻過大，產(chǎn)生發(fā)熱。

2.2 某110kV GIS變電站TV故障分析

2016年10月，在對某110kVGIS變電站進行普測時，發(fā)現(xiàn)母線TVB相內(nèi)部有局放聲音，開口電壓達 10V。通過采用超高頻測試儀器結果的對比及分析，初步判定母線TVB相內(nèi)存在局部放電，通過圖譜顯示電位懸浮故障連續(xù)模式中有效值和峰值都會增大，信號穩(wěn)定，而100Hz相關性明顯，50Hz相關性較弱，判斷為懸浮電位放電（如圖6、圖7所示）。

圖6 超聲局放連續(xù)圖譜

經(jīng)驗表明，電位懸浮一般發(fā)生在開關氣室的屏蔽松動，TV/TA氣室絕緣支撐松動或偏離，母線氣室絕緣支撐松動或偏離，氣室連接部位接插件偏離或螺母松動等。經(jīng)更換拆除后，解體發(fā)現(xiàn)連接導體棒的螺紋緊固處松動，取下導體及均壓罩發(fā)現(xiàn)大量白色粉塵。

圖7 超聲局放相位圖譜

3 開展輸變電帶電檢測工作建議

1）加強技術監(jiān)督，規(guī)范儀器設備管理

當前帶電檢測設備眾多，有效性和可靠性良莠不齊，產(chǎn)品質量不穩(wěn)定，需要制定相關標準對儀器選型、使用和維護進行規(guī)范。

2）著手數(shù)據(jù)采集，完善帶電檢測標準

數(shù)據(jù)采集是帶電檢測技術的基礎所在，大力開展設備普測工作，依托海量數(shù)據(jù)建立檢測信息化平臺，為設備全壽命資產(chǎn)管理提供有效判據(jù)。結合現(xiàn)場各類設備實際測量數(shù)據(jù)，進一步完善帶電檢測技術標準。

3）建立專家隊伍，加大儀器配置力度

開展相關培訓和經(jīng)驗交流，推廣先進工作經(jīng)驗，造就一支高水平的專家隊伍。針對220kV及以上變壓器（電抗器）、GIS設備、SF6斷路器及互感器等變電主設備，加大相對成熟的檢測儀器配置力度，提高設備普測效率，提高故障定位精度。

4）結合在線檢測，深化狀態(tài)檢修工作

結合在線檢測工作，擴充帶電檢測、在線監(jiān)測實時數(shù)據(jù)狀態(tài)量，實現(xiàn)設備狀態(tài)靜態(tài)數(shù)據(jù)與動態(tài)數(shù)據(jù)全面覆蓋，形成信息化的狀態(tài)檢修決策系統(tǒng)。結合輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)建設，制定設備在線監(jiān)測技術規(guī)范、檢驗規(guī)程等技術標準，建立健全覆蓋設備例行試驗、診斷試驗和在線監(jiān)測等各種技術手段的狀態(tài)檢修技術標準體系。

4 結論

本文重點分析電網(wǎng)公司輸變電設備檢測研究，掌握帶電檢測技術的整體發(fā)展方向，全面分析各種問題，帶動整體管理技術的提升，制定有效的發(fā)展規(guī)劃。帶電檢測技術在電網(wǎng)公司的應用非常廣，同時還可以為公司的建設發(fā)展提供一定依據(jù)，為今后的穩(wěn)定發(fā)展做出重大貢獻，推動電力設備的安全穩(wěn)定。實際過程中帶電檢測也存在一定的約束，整個工程項目過于龐大，技術領域存在一定不足，輸變電裝置帶實際應用環(huán)節(jié)存在諸多問題，需要有各項技術作為支撐，提升整體的建設門檻，推動相關性能的完善發(fā)展，確?；镜臋z測數(shù)據(jù)不受影響。

[1] 許曉慧. 智能電網(wǎng)導論[M]. 北京: 中國電力出版社,2009.

[2] 趙建洲, 尚耀輝, 王寧, 等. 一種具有不平衡電流保護功能的電流互感器[J]. 電力電容器與無功補償,2009, 30(4): 40-43.

[3] 姚駿, 周特, 陳知前. 電網(wǎng)對稱故障下定速異步風電場STATCOM容量配置研究[J]. 電工技術學報, 2016,31(1): 45-54.

[4] 劉文學, 梁軍, 贠志皓, 等. 考慮節(jié)能減排的多目標模糊機會約束動態(tài)經(jīng)濟調(diào)度[J]. 電工技術學報,2016, 31(1): 62-70.

[5] 傅堅, 徐劍, 陳柯良, 等. 基于振動分析法的變壓器在線監(jiān)測[J]. 華東電力, 2009, 37(7): 1067-1069.

[6] 朱光偉, 張彼德. 電力變壓器振動監(jiān)測研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J]. 變壓器, 2016(2): 31-42.

[7] 陳海. 基于云模型的輸變電設備狀態(tài)預測研究[J].電氣技術, 2016, 17(8): 38-40.

[8] 黃輝, 王玥超. 無觸點有載調(diào)壓配電變壓器可靠性技術的分析與應用[J]. 電氣技術, 2016, 17(4):123-125.

[9] 陳亞, 李萍. 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的短期電力負荷預測仿真研究[J]. 電氣技術, 2017, 18(1): 26-29.

[10] 姜健, 鮑光海. 智能配電網(wǎng)故障指示器優(yōu)化配置研究[J]. 電氣技術, 2017, 18(1): 30-33, 38.

[11] 寧佳欣. 電力變壓器局部放電超高頻在線監(jiān)測方法研究[D]. 重慶: 重慶大學, 2007: 64-78.

[12] Dong X, Zhu D, Wang C, et al. Simulation of transformer PD pulse propagation and monitoring for a 500kV substation[J]. Dielectrics&Electrical Insulation IEEE Transactions on, 1999, 6(6): 803-813.

Research on Point Detection Technology of Power Transmission and Transformation Equipment

Zhu Yaping
(State Grid Anhui Chizhou Guichi District Electric Power Company, Chizhou, Anhui 247000)

The main method of testing equipment for normal operation is live testing. This paper briefly analyzes the application of live detection technology in China's power grid, explores the live detection technology of power transmission and transformation equipment, and illustrates the overall use range, technical requirements, comprehensive level, data analysis and existing problems of live detection technology. The subsequent development is relatively perfect Management advice to promote transmission and distribution equipment charged detection technology to enhance the level of the foundation for the future test.

power transmission and transformation equipment; live inspection; condition based maintenance; reliability

朱亞平（1977-），男，本科，技師，研究方向為電力調(diào)度自動化。