朱亞平

（國(guó)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(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)研究

朱亞平

（國(guó)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(yàn)設(shè)備能否正常運(yùn)行的主要方式是帶電檢測(cè)。本文簡(jiǎn)要分析了我國(guó)電網(wǎng)帶電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，探究電網(wǎng)輸變電設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)，說明帶電檢測(cè)技術(shù)整體的使用范圍、技術(shù)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(duì)完善的管理意見，促進(jìn)輸變電設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)水平提升，為今后的檢驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。

輸變電設(shè)備；帶電檢測(cè)；狀態(tài)檢修；可靠性

當(dāng)前電力系統(tǒng)的發(fā)展水平正在提升，相應(yīng)的容量也在不斷擴(kuò)大，未來將會(huì)對(duì)基本的安全性提出更高的要求，但是傳統(tǒng)管理方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)存在諸多不足。預(yù)防性實(shí)驗(yàn)操作過程中需要按照特定的周期實(shí)施，不能準(zhǔn)確找出電氣設(shè)備存在的問題，整體的管理狀況也無從知曉，運(yùn)行環(huán)節(jié)會(huì)和檢測(cè)結(jié)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(shè)備狀態(tài)以及最終結(jié)果[1]。從各項(xiàng)管理技術(shù)、方法的完善，電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)整體水平也在不斷提升。帶電檢測(cè)通常需要有專業(yè)的設(shè)備作為主要支撐，另外實(shí)際運(yùn)行過程中應(yīng)該對(duì)基本的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、分析、處理等等，完成整體的帶電審核檢驗(yàn)，此種方式能夠檢測(cè)短時(shí)間的基本情況，和長(zhǎng)期檢測(cè)存在一定不同之處。

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

1 電網(wǎng)輸變電設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用情況

1.1 變壓器帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用情況

電網(wǎng)進(jìn)行變壓器帶電檢測(cè)使用到的方式主要有溶解氣體分析、紅外檢測(cè)、接地電流檢測(cè)以及放電檢測(cè)等。目前應(yīng)用范圍比較廣的是紅外檢測(cè)，能夠檢驗(yàn)變壓器出現(xiàn)的故障。發(fā)熱檢測(cè)、溶解氣體分析也已經(jīng)成功應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域[3]。其他幾種檢測(cè)方法，因?yàn)楦髯跃邆涞膬?yōu)勢(shì)不同，實(shí)際情況也存在一定差異。

1）帶電局部放電檢測(cè)

經(jīng)過相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(tái)，帶電檢測(cè)的主變壓器為260臺(tái)，整體的利用比例為8%；實(shí)施局部放電檢測(cè)管理之后，發(fā)現(xiàn)自身設(shè)備存在問題的主要有 2臺(tái)[4]。結(jié)合不同的電壓等級(jí)進(jìn)行判斷，500kV主變壓器帶電局部放電檢測(cè)應(yīng)用范圍以及全面覆蓋；220kV主變壓器帶電局部放電測(cè)試所占的比重為5%；110kV主變壓器帶電局部放電測(cè)試應(yīng)用所占的比重最低，為0.3%，如圖1所示。

圖1 不同電壓等級(jí)下變壓器局部放電帶電測(cè)試應(yīng)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(cè)技術(shù)，通過放油閥內(nèi)部的高頻探頭完成整體的放電測(cè)試。傳感器在整個(gè)過程中可以借助排油閥以及濾油閥實(shí)施安裝建設(shè)，倘若出現(xiàn)無法安裝等問題，將會(huì)直接影響最終放油閥的檢測(cè)[5]。針對(duì)這種情況可以選擇超高頻局部放電進(jìn)行測(cè)試研究，主要方法是超聲檢測(cè)。

主變壓器進(jìn)行局部放電管理需要有專業(yè)人員執(zhí)行操作，同時(shí)對(duì)于操作人員的專業(yè)技術(shù)水平、專業(yè)知識(shí)、管理經(jīng)驗(yàn)等都有一定的要求，但是此前并沒有完善的管理體系進(jìn)行約束，主變壓器進(jìn)行局部放電管理的應(yīng)用水平不高。變壓器帶電局部放電檢測(cè)需要借助超高頻以及超聲波進(jìn)行處理，經(jīng)過檢驗(yàn)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(yīng)該提升整體的推廣水平[6]。

2）鐵心接地電流檢測(cè)

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(yīng)用鐵心接地電流所占的比重最大，高達(dá)87%；500kV主變壓器應(yīng)用鐵心接地電流所占的比重為53%；110kV主變壓器應(yīng)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(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用都比較普遍。

圖2 不同電壓等級(jí)下變壓器鐵心接地電流測(cè)試應(yīng)用情況

鐵心接地電流的檢測(cè)相對(duì)比較簡(jiǎn)便，對(duì)于專業(yè)技術(shù)人員的要求水平也不高，同時(shí)一旦發(fā)現(xiàn)主變壓器等地方出現(xiàn)問題能夠有效應(yīng)對(duì)，這就是鐵心接地電流檢測(cè)能夠成功應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域的關(guān)鍵因素。隨著時(shí)間的推移，鐵心接地電流各項(xiàng)檢測(cè)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(duì)于設(shè)備的檢驗(yàn)評(píng)估沒有專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)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(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用情況

電容型設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)整體的利用水平不高，多數(shù)設(shè)備管理都是使用接地結(jié)構(gòu)進(jìn)行，不同檢測(cè)方法最終都要通過接地導(dǎo)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?yàn)殡娙菪驮O(shè)備整體的帶電檢測(cè)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(yàn)缺陷。

電容型設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)具體分析應(yīng)該按照電壓等級(jí)做出判斷，具體情況如圖3所示。500kV主變壓器套管帶電檢測(cè)應(yīng)用所占的比重最大，為5.7%；110kV和220kV主變壓器套管帶電檢測(cè)應(yīng)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(cè)應(yīng)用占據(jù)的比重最大，為4.4%；220kV帶電檢測(cè)應(yīng)用占據(jù)的比重為4%，550kV應(yīng)用設(shè)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(shè)備整體利用比重最大，是5.3%，220kV設(shè)備所占的比重為4.1%；500kV設(shè)備還沒有實(shí)行帶電檢測(cè)[10]。

圖3 容性設(shè)備各電壓等級(jí)帶電測(cè)試應(yīng)用情況

1.3 開關(guān)柜帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用情況

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

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

表1 不同電壓等級(jí)開關(guān)柜帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.4 隔離開關(guān)帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用情況

當(dāng)前電網(wǎng)設(shè)置的運(yùn)隔離開關(guān)總共有26990組，借助紅外線技術(shù)檢驗(yàn)隔離開關(guān)的有26340組，整體的應(yīng)用比例為 97.6%。使用紫外線進(jìn)行檢測(cè)的隔離開關(guān)為480組，應(yīng)用比例為1.8%。由此可以得出的結(jié)論是紅外線技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣。針對(duì)存在的問題做出判斷，紅外線技術(shù)在使用過程中出現(xiàn)失誤的次數(shù)為1400，證明紅外線檢測(cè)技術(shù)整體利用水平比較高[12]。因此紫外線技術(shù)的使用范圍有限，沒有在整個(gè)范圍內(nèi)全面落實(shí)，關(guān)于有效性還需要進(jìn)一步分析。

隔離開關(guān)帶電檢測(cè)技術(shù)根據(jù)不同的電壓等級(jí)做出區(qū)分，詳情見表 2。由于紅外線技術(shù)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(shí)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(jìn)行對(duì)比。

表2 不同電壓等級(jí)隔離開關(guān)帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.5 GIS帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用情況

關(guān)于GIS帶電檢測(cè)技術(shù)的分析，其中存在5100個(gè)間隔，具體的帶電檢測(cè)技術(shù)管理現(xiàn)狀如圖3所示。紅外線檢測(cè)管理方式比較有效，同時(shí)使用領(lǐng)域非常廣；SF6氣體濕度、氣體分解物的檢測(cè)應(yīng)用范圍也非常廣，同時(shí)局部放電檢驗(yàn)過程中，使用超聲檢驗(yàn)的比重為 87%，超高頻的檢測(cè)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(lǐng)域都取得了很大進(jìn)步，整體覆蓋水平為6.1%。

綜合實(shí)際檢測(cè)問題做出判斷，SF6氣體泄漏紅外成像能夠技術(shù)發(fā)現(xiàn)操作過程中出現(xiàn)的問題，使用此種方式能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)存在的漏洞，同時(shí)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(gè)過程中占據(jù)重要地位。局部放電使用過程中會(huì)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(jié)構(gòu)實(shí)施GIS測(cè)驗(yàn)。對(duì)于不同的測(cè)試管理提出幫助，分析設(shè)備的內(nèi)部變化，中心導(dǎo)體熱輻射能夠降低外殼的問題，同時(shí)減少紅外測(cè)試系統(tǒng)的靈敏性問題。

2 帶電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

2.1 某變電站TA故障情況分析

2016年3月8日中午，在對(duì)某變電站進(jìn)行紅外測(cè)溫時(shí)發(fā)現(xiàn)530電流互感器C相膨脹器與本體連接處熱點(diǎn)溫度為58.2℃，A、B兩相均為18℃。3月9日對(duì)該臺(tái)互感器取油樣進(jìn)行色譜檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)油中總烴、乙炔、氫氣含量已嚴(yán)重超標(biāo)。繼續(xù)對(duì)該臺(tái)電流互感器進(jìn)行了紅外測(cè)溫，其C相膨脹器與本體連接處熱點(diǎn)溫度達(dá)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(jìn)行停電處理。

圖4 故障TA紅外測(cè)溫情況

通過對(duì)該互感器C相進(jìn)行絕緣電阻、直流電阻、高壓介損測(cè)試等各項(xiàng)測(cè)試結(jié)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(yán)重?zé)频暮圹E，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(jìn)行擰緊加固處理，重新測(cè)量的一次繞組直流電阻值為99.0μΩ。綜合解體前各項(xiàng)測(cè)試結(jié)果和紅外測(cè)溫結(jié)果，判斷故障原因?yàn)橐淮卫@組與出線接線端子處螺絲松動(dòng)，造成接觸不良，導(dǎo)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(duì)某110kVGIS變電站進(jìn)行普測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)母線TVB相內(nèi)部有局放聲音，開口電壓達(dá) 10V。通過采用超高頻測(cè)試儀器結(jié)果的對(duì)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(huì)增大，信號(hào)穩(wěn)定，而100Hz相關(guān)性明顯，50Hz相關(guān)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(yàn)表明，電位懸浮一般發(fā)生在開關(guān)氣室的屏蔽松動(dòng)，TV/TA氣室絕緣支撐松動(dòng)或偏離，母線氣室絕緣支撐松動(dòng)或偏離，氣室連接部位接插件偏離或螺母松動(dòng)等。經(jīng)更換拆除后，解體發(fā)現(xiàn)連接導(dǎo)體棒的螺紋緊固處松動(dòng)，取下導(dǎo)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(cè)工作建議

1）加強(qiáng)技術(shù)監(jiān)督，規(guī)范儀器設(shè)備管理

當(dāng)前帶電檢測(cè)設(shè)備眾多，有效性和可靠性良莠不齊，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，需要制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)儀器選型、使用和維護(hù)進(jìn)行規(guī)范。

2）著手?jǐn)?shù)據(jù)采集，完善帶電檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)據(jù)采集是帶電檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)所在，大力開展設(shè)備普測(cè)工作，依托海量數(shù)據(jù)建立檢測(cè)信息化平臺(tái)，為設(shè)備全壽命資產(chǎn)管理提供有效判據(jù)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)各類設(shè)備實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)，進(jìn)一步完善帶電檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3）建立專家隊(duì)伍，加大儀器配置力度

開展相關(guān)培訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)交流，推廣先進(jìn)工作經(jīng)驗(yàn)，造就一支高水平的專家隊(duì)伍。針對(duì)220kV及以上變壓器（電抗器）、GIS設(shè)備、SF6斷路器及互感器等變電主設(shè)備，加大相對(duì)成熟的檢測(cè)儀器配置力度，提高設(shè)備普測(cè)效率，提高故障定位精度。

4）結(jié)合在線檢測(cè)，深化狀態(tài)檢修工作

結(jié)合在線檢測(cè)工作，擴(kuò)充帶電檢測(cè)、在線監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)狀態(tài)量，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)靜態(tài)數(shù)據(jù)與動(dòng)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(jié)合輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)，制定設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范、檢驗(yàn)規(guī)程等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立健全覆蓋設(shè)備例行試驗(yàn)、診斷試驗(yàn)和在線監(jiān)測(cè)等各種技術(shù)手段的狀態(tài)檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。

4 結(jié)論

本文重點(diǎn)分析電網(wǎng)公司輸變電設(shè)備檢測(cè)研究，掌握帶電檢測(cè)技術(shù)的整體發(fā)展方向，全面分析各種問題，帶動(dòng)整體管理技術(shù)的提升，制定有效的發(fā)展規(guī)劃。帶電檢測(cè)技術(shù)在電網(wǎng)公司的應(yīng)用非常廣，同時(shí)還可以為公司的建設(shè)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(xiàn)，推動(dòng)電力設(shè)備的安全穩(wěn)定。實(shí)際過程中帶電檢測(cè)也存在一定的約束，整個(gè)工程項(xiàng)目過于龐大，技術(shù)領(lǐng)域存在一定不足，輸變電裝置帶實(shí)際應(yīng)用環(huán)節(jié)存在諸多問題，需要有各項(xiàng)技術(shù)作為支撐，提升整體的建設(shè)門檻，推動(dòng)相關(guān)性能的完善發(fā)展，確?；镜臋z測(cè)數(shù)據(jù)不受影響。

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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?yàn)殡娏φ{(diào)度自動(dòng)化。