張明興　李媛

摘要：隨著技術(shù)進(jìn)步和電網(wǎng)快速發(fā)展，現(xiàn)行基于周期的停電檢修模式已不能滿(mǎn)足當(dāng)今電網(wǎng)發(fā)展要求，而電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)輸、變、配電設(shè)備運(yùn)行條件下的狀態(tài)診斷、缺陷部位的精確定位、缺陷程度的定量分析，對(duì)避免設(shè)備事故具有重要價(jià)值，可有效解決部分設(shè)備運(yùn)行后沒(méi)有測(cè)試手段和出現(xiàn)問(wèn)題沒(méi)有應(yīng)對(duì)措施的難題，有利于提高設(shè)備的可靠性指標(biāo)，有利于開(kāi)展設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)和狀態(tài)檢修。

關(guān)鍵詞：帶電檢測(cè);大數(shù)據(jù);分析;應(yīng)用

1導(dǎo)言

帶電檢測(cè)業(yè)務(wù)作為電網(wǎng)設(shè)備安全管理以及狀態(tài)評(píng)價(jià)的重要手段，在國(guó)網(wǎng)各公司均開(kāi)展了不同程度的工作。現(xiàn)階段國(guó)網(wǎng)公司對(duì)帶電檢測(cè)業(yè)務(wù)的檢測(cè)類(lèi)型、檢測(cè)步驟、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)等均沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，因此國(guó)網(wǎng)各公司針對(duì)帶電檢測(cè)業(yè)務(wù)開(kāi)展的工作差別也較大。2016年9月，國(guó)網(wǎng)公司頒布了關(guān)于《電力設(shè)備帶電檢測(cè)儀器技術(shù)規(guī)范》等共14項(xiàng)技術(shù)規(guī)范，這14項(xiàng)技術(shù)規(guī)范涵蓋了紅外、紫外、超聲波、特高頻等帶電檢測(cè)設(shè)備的技術(shù)要求。

2國(guó)內(nèi)外帶電檢測(cè)技術(shù)介紹

帶電檢測(cè)即指一般采用便攜式檢測(cè)設(shè)備，在運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)設(shè)備狀態(tài)量進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，其檢測(cè)方式為帶電短時(shí)間內(nèi)檢測(cè)，有別于長(zhǎng)期連續(xù)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外主要有以下幾種帶電檢測(cè)方法：

2.1超高頻局部放電測(cè)量法

超高頻檢測(cè)技術(shù)是指對(duì)頻率介于300～3000MHz區(qū)間的局部放電信號(hào)進(jìn)行采集、分析、判斷的一種檢測(cè)方法。由于UHF信號(hào)傳播時(shí)衰減很快，故被測(cè)設(shè)備外部的UHF電磁干擾信號(hào)（如空氣中的電暈放電）不僅頻帶比設(shè)備內(nèi)部的局部放電信號(hào)窄，其強(qiáng)度也會(huì)隨頻率增加而迅速下降，到達(dá)被測(cè)設(shè)備附近或內(nèi)部的UHF分量相對(duì)較少，從而可避開(kāi)絕大多數(shù)的空氣放電脈沖干擾。

2.2高頻局部放電測(cè)量法

（HFCT）高頻局部放電檢測(cè)技術(shù)是指對(duì)頻率介于3-30MHz區(qū)間的局部放電信號(hào)進(jìn)行采集、分析、判斷的一種檢測(cè)方法。

2.3超聲波信號(hào)檢測(cè)

超聲波檢測(cè)技術(shù)是指對(duì)頻率介于20～200kHz區(qū)間的聲信號(hào)進(jìn)行采集、分析、判斷的一種檢測(cè)方法。當(dāng)有放電發(fā)生時(shí)，放電信號(hào)通過(guò)行波的形式傳輸?shù)綒んw上，將超聲傳感器貼在金屬殼體外接收信號(hào)，檢測(cè)放電信號(hào)的大小、頻率特性等。該檢測(cè)方法不受電磁干擾的影響。能有效用于有外殼的環(huán)境（例如氣體絕緣開(kāi)關(guān)）、大電容器的檢測(cè)，用于確定一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)PD源的準(zhǔn)備位置。

2.4紅外測(cè)溫檢測(cè)

電力設(shè)備在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，紅外測(cè)溫即通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備表面溫度及其分布的測(cè)試、分析和判斷，準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備運(yùn)行中的異常和缺陷，從而使部分事故檢修轉(zhuǎn)為預(yù)見(jiàn)性檢修。

3帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析

3.1數(shù)據(jù)清洗修正

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)開(kāi)展審查和校驗(yàn)，從而刪除重復(fù)信息、糾正存在的錯(cuò)誤，并提供數(shù)據(jù)一致性。分析時(shí)根據(jù)每個(gè)狀態(tài)量的合理取值范圍和相互關(guān)系，檢查數(shù)據(jù)是否合乎要求，發(fā)現(xiàn)超出正常范圍、邏輯上不合理或者相互矛盾的數(shù)據(jù)。如在紅外檢測(cè)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)同一紅外成像儀的檢測(cè)數(shù)據(jù)存在普遍偏高情況，則判斷儀器內(nèi)部設(shè)置具有存在異?？赡?。如部分局放檢測(cè)數(shù)據(jù)存在缺損，也及時(shí)提供缺損補(bǔ)錄或其他綜合評(píng)估方法。

3.2聚類(lèi)關(guān)聯(lián)分析

聚類(lèi)分析是將數(shù)據(jù)對(duì)象分組成為多個(gè)類(lèi)或簇，在同一個(gè)簇中的對(duì)象之間具有較高的相似度，而不同簇中的對(duì)象差別較大。關(guān)聯(lián)規(guī)則是挖掘大量數(shù)據(jù)中項(xiàng)集之間有趣的關(guān)聯(lián)或相關(guān)聯(lián)系。聚類(lèi)是數(shù)據(jù)挖掘、模式識(shí)別等研究方向的重要研究?jī)?nèi)容之一。關(guān)聯(lián)規(guī)則是數(shù)據(jù)挖掘研究的重要內(nèi)容之一，旨在從大量數(shù)據(jù)中提取人們未知卻又潛在有用的規(guī)則。如對(duì)開(kāi)關(guān)柜類(lèi)暫態(tài)地電波可開(kāi)展聚類(lèi)關(guān)聯(lián)分析，將不同廠家、結(jié)構(gòu)、投運(yùn)年限等維度分別聚類(lèi)，找出檢測(cè)數(shù)據(jù)與上述參數(shù)的關(guān)聯(lián)情況，從而指導(dǎo)缺陷預(yù)判。

3.3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法

學(xué)習(xí)能力是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法最為重要的特點(diǎn)。在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中，可對(duì)外部環(huán)境提供的模式樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，并能存儲(chǔ)這種模式。同時(shí)可對(duì)外部環(huán)境有適應(yīng)能力，能自動(dòng)提取外部環(huán)境變化特征，開(kāi)展差異化判斷。如對(duì)于新捕獲的各類(lèi)帶電檢測(cè)典型案例，可通過(guò)編制進(jìn)入系統(tǒng)，使系統(tǒng)在完成相關(guān)學(xué)習(xí)后，對(duì)同類(lèi)型的異常數(shù)據(jù)提供具有聯(lián)想性的輔助判斷。

3.4特征數(shù)據(jù)提取

特征提取是指從原始特征中挑選出一組最有代表性、分類(lèi)性能好的特征。減少特征維數(shù)，進(jìn)行“降維”處理，同時(shí)去掉模棱兩可、不利于分類(lèi)的特征，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析的快速、準(zhǔn)確、高效，使得提供的特征具有更好的可分性。如對(duì)于常見(jiàn)開(kāi)關(guān)柜類(lèi)設(shè)備，在全壽命周期框架下具備大量的臺(tái)賬數(shù)據(jù)和試驗(yàn)、檢修、帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)，如何科學(xué)提取其中關(guān)聯(lián)度最大的部分特征值參與狀態(tài)評(píng)價(jià)工作是后續(xù)研究的重點(diǎn)。同時(shí)對(duì)于不必要的數(shù)據(jù)可直接刪除減少數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)量。

4帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)的應(yīng)用

4.1開(kāi)關(guān)柜暫態(tài)地電波數(shù)據(jù)應(yīng)用

通過(guò)對(duì)同一設(shè)備同一位置的各年變化連貫曲線(xiàn)，即歷史縱向比較，以及同一變電站同一位置的不同設(shè)備橫向比較曲線(xiàn)。最終實(shí)現(xiàn)通過(guò)對(duì)相同測(cè)點(diǎn)、類(lèi)似負(fù)荷及環(huán)境情況下可對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析得出開(kāi)關(guān)柜劣化曲線(xiàn)，可靠捕捉開(kāi)關(guān)柜初期缺陷，給出設(shè)備的放電趨勢(shì)和診斷意見(jiàn)，有效前移安全防線(xiàn)，同時(shí)可減少人工干預(yù)，從而解決由于診斷人員技術(shù)水平與經(jīng)驗(yàn)不足而造成的誤判、漏判，并彌補(bǔ)原先單一閥值判斷法的局限性。曲線(xiàn)圖中可選擇同時(shí)標(biāo)出同站全設(shè)備均值曲線(xiàn)、地區(qū)內(nèi)同型號(hào)全設(shè)備均值曲線(xiàn)，用于判斷參考。同時(shí)可選擇時(shí)間跨度及檢測(cè)點(diǎn)位置。同時(shí)還可直接在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)調(diào)用超聲波、環(huán)境數(shù)據(jù)、檢測(cè)儀器、負(fù)荷數(shù)據(jù)、紅外檢測(cè)數(shù)據(jù)等用于參照診斷。

4.2紅外圖譜數(shù)據(jù)應(yīng)用

通過(guò)對(duì)圖像數(shù)據(jù)的分類(lèi)、歸納，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的全面分析、判斷。如建立的紅外圖譜庫(kù)，可以按照電站、設(shè)備類(lèi)型、發(fā)熱性質(zhì)、缺陷類(lèi)型等進(jìn)行多種分類(lèi)，實(shí)現(xiàn)一張現(xiàn)場(chǎng)照片配一張紅外熱成像圖，并且系統(tǒng)可以自動(dòng)依據(jù)負(fù)荷、氣溫等情況對(duì)異常發(fā)熱點(diǎn)作出自動(dòng)判別，使運(yùn)維人員能更快掌握電氣設(shè)備發(fā)熱的形式與特點(diǎn)。同時(shí)系統(tǒng)還可對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)開(kāi)展動(dòng)態(tài)跟蹤，如繪制同設(shè)備不同相間的溫度變化曲線(xiàn)等，對(duì)比負(fù)荷情況，進(jìn)行疑似故障的實(shí)時(shí)監(jiān)控。圖像庫(kù)還可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖譜劃定關(guān)鍵監(jiān)控區(qū)間，根據(jù)各區(qū)間的溫度情況判斷設(shè)備存在的異常。

5結(jié)論

目前，帶電檢測(cè)在整個(gè)電力系統(tǒng)中已開(kāi)展多年，積累了豐富的檢測(cè)數(shù)據(jù)和檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，適時(shí)引入大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，能更加準(zhǔn)確、全面、快速地利用這些寶貴的數(shù)據(jù)資源用于診斷設(shè)備健康狀態(tài)，在保證安全的前提下最大限度避免設(shè)備過(guò)修，減少計(jì)劃停電對(duì)用戶(hù)的影響，并緩解一線(xiàn)班組工作壓力。帶電檢測(cè)大數(shù)據(jù)的研究對(duì)于進(jìn)一步深化后續(xù)狀態(tài)檢修工作具有不可忽視的指導(dǎo)意義。

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