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在整個電力系統(tǒng)當中，交流金屬封閉開關設備的作用越來越重要，會對發(fā)電和輸配電等工作產生直接影響。該類型的設備性能較為優(yōu)越，能夠實現(xiàn)自動化運行，且為后續(xù)維護和檢修提供了便捷。由于設備的運行環(huán)境較為復雜，容易受到外界多種因素的影響，導致故障問題的發(fā)生。通過帶電檢測技術的運用可實現(xiàn)對缺陷問題的全面處理和優(yōu)化，使設備性能得到改善，從而消除其中的風險隱患。

1 交流金屬封閉開關設備的缺陷

絕緣件、斷路器、電纜、控制器件、互感器和保護器件等是交流金屬封閉開關設備的主要構成，絕緣形式分為固體絕緣、復合絕緣、氣體絕緣和真空絕緣等，在過電壓和短路電流等因素的影響下會引發(fā)設備的故障問題。同時設備的運行環(huán)境也會對工況產生影響，包括濕度、溫度和灰塵等。絕緣缺陷和過熱缺陷較為常見，前者在互感器和絕緣件中較多，后者在導體穿屏位置和接觸面位置較多。

此外，機械缺陷也是交流金屬封閉開關設備的主要缺陷類型，出現(xiàn)在隔離開關和斷路器等構件中。隨著電場強度的持續(xù)升高會導致局部放電，此時不會造成絕緣系統(tǒng)的擊穿問題。絕緣件表面放電、尖端放電、自由顆粒放電和懸浮放電等是局部放電的主要形式。在元器件設計和制造中由于工藝不嚴格會導致局部放電問題的出現(xiàn)，會引發(fā)絕緣事故，威脅設備和人員的安全。接觸松動和過載、氧化等問題是引發(fā)過熱缺陷的主要原因，容易出現(xiàn)燒毀現(xiàn)象，引起大面積的停電事故[1]。此外缺陷問題也會出現(xiàn)在測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)中，如測量失誤缺陷和控制失敗缺陷等。

2 交流金屬封閉開關設備帶電檢修技術的應用措施

2.1 絕緣缺陷帶電檢測技術

現(xiàn)狀分析：局部放電是檢測交流金屬封閉開關設備絕緣缺陷的主要方法，包括了帶電檢測和離線檢測兩種，為能降低對電力生產活動的影響，確保在當前工況下對缺陷問題進行評估，通常會采用帶電檢測的方法，能夠增強檢測工作的便捷性。對部件振動信號和局部放電的檢測通常需要借助于超聲波技術，高頻電流技術、特高頻檢測技術和暫態(tài)地電壓技術等的運用能實現(xiàn)對電信號的全面獲取，為帶電檢測提供依據(jù)。現(xiàn)場技術應用導則的制定和使用為現(xiàn)場帶電檢測工作的實施提供了科學指導，在暫態(tài)地電壓檢測中的運用較多[2]。而在西方發(fā)達國家當中，特高頻局部放電技術和超聲波檢測技術等應用較為廣泛，我國也逐步制定了相應的技術標準體系，增強帶電檢修的規(guī)范性。

暫態(tài)地電壓檢測技術：接地金屬中會由于局部放電的存在而出現(xiàn)放電電荷，進而導致電流脈沖的呈現(xiàn)和傳播。而金屬外殼的內表面也會由于內部放電而出現(xiàn)電荷，對于放電信號的檢測存在困難。由于破損問題發(fā)生在設備墊圈、絕緣位置等，因此高頻信號會出現(xiàn)向外部傳輸?shù)默F(xiàn)象，這是導致暫態(tài)電壓產生的主要原因，其頻率最高可達100MHz[3]。電磁干擾會對暫態(tài)地電壓產生影響，因此在實踐工作中應做好防干擾工作。在絕緣空穴放電檢測和懸浮放電檢測中運用該技術時能有效提高靈敏性，但在絕緣間隙放電和表面爬電檢測中的效果會受到影響。

超聲波檢測技術：通過對機械信號進行獲取與分析以達到缺陷檢測目的，這就是超聲波檢測技術。電荷會由于局部放電的存在而發(fā)生不同程度的遷移，會對機械應力、電場應力和粒子力等產生影響，導致其平衡狀態(tài)被打破，這是引起異響和沖擊振動的主要原因。因此在裂縫和開口檢測中可借助于超聲波，設置相應的傳感器，明確放電點的位置。非接觸式傳感器在實踐中的應用較多，需對異常響動進行辨識，通過波形圖譜和相位圖譜的分析明確放電類型。為降低對檢測工作的干擾，應該確?，F(xiàn)場沒有作業(yè)和施工等。

特高頻檢測技術：對于電磁波信號的獲取和分析是應用特高頻檢測技術的關鍵。脈沖電流是由于局部放電所引發(fā)，進而引起電磁波的產生，其強度也會受到傳播途徑的影響，可在裂縫和開口位置設置特高頻傳感器，從而實現(xiàn)對電磁波信號的獲取與檢測。電暈干擾問題會由于特高頻檢測技術的運用而得到解決，在靈敏性和抗干擾性上都有明顯的優(yōu)勢[4]。在確定放電類型時，需深入分析PRPS 圖譜和PRPD 圖譜。與上述兩種技術相比較而言，能夠在表面爬電、懸浮放電和間隙放電的檢測中獲得良好的效果。

高頻電流檢測技術：將傳感器應用于接地線中也能快速檢測局部放電情況，需借助于環(huán)裝磁芯制作導電線圈，從而在高頻電流的作用下獲得感應電壓。交流金屬封閉開關設備的外殼連接大地，構成多點接地系統(tǒng)，因此在運用高頻電流檢測技術時也存在一定的難度?？梢酝ㄟ^引出電纜的方式實施帶電檢測，以獲得精確可靠的檢測數(shù)據(jù)及結果。

2.2 局部放電源定位技術

2.2.1 暫態(tài)地電壓定位技術

對于局部放電信號的檢測遠遠不夠，還需明確放電源的位置，這也是交流金屬封閉開關設備帶電檢修中的關鍵環(huán)節(jié)，能為缺陷嚴重性的評估提供可靠依據(jù)，確保在檢修決策制定時更具科學性和可行性，有助于檢修效率的提高。暫態(tài)地電壓定位技術的應用能夠針對其幅值和時差進行定位。交流金屬封閉開關設備的暫態(tài)地電壓信號可通過單傳感器進行獲取，明確幅值分布特點，當幅值達到最大值時設備中可能存在局部放電源。TEV 傳感器應用于金屬柜表面中，能對信號的時差進行檢測，也有助于定位局部放電源，當時差最小時說明其中的設備可能出現(xiàn)故障問題[5]。較小的衰減和較快的傳播速度是暫態(tài)地電壓傳播的基本特征，如設備中存在較大的信號強度則會導致電壓達到上限值，因此該方法的應用會存在一定的局限性，只能應用于較小防電信號強度的檢修工作當中。

2.2.2 超聲波定位技術

同樣借助于局部放電信號的幅值和時差進行定位，運用超聲波定位技術可取得良好的效果。尤其是在幅值定位的過程中，超聲波的方向性特點優(yōu)越，超聲波能夠在金屬外殼的作用下被隔離，不會由于其他交流金屬封閉開關設備對檢測工作造成影響，保障了定位的準確性。

局部放電的位置也可將超聲波的傳播時間和方向為參數(shù)加以確定，包括了順序定位法、V 型曲線定位法和雙曲面定位法等。為確保局部放電位置定位的準確性，還應借助于空間幾何的方式明確傳感器的時延數(shù)據(jù)[6]。在對交流金屬封閉開關設備局部放電源物理位置加以確定時，主要依靠幅值定位的方式，為達到精準定位目的還需結合時差定位，但對波形的判斷易出現(xiàn)誤差，因此也具有一定的局限性。

2.2.3 特高頻定位技術

對于設備特高頻信號可通過傳感器獲取，通過幅值的判斷能明確局部放電源的位置，具體而言，當幅值最大時可能存在局部放電缺陷故障。時差法是應用特高頻定位技術時的主要方法，需保障示波器設備的良好分辨率，分析信號接收的時間差能達到精準定位的目的。

電電聯(lián)合定位的運用需從同一個放電源獲取高頻信號，確保在時延計算時的可靠性，同時需對時域信號多周期圖譜進行繪制和分析。需確保特高頻信號的良好對應關系，對時間單位加以調節(jié)后觀測時延差，在分析信號傳播方向和速度的基礎上借助于相關公式對其具體位置進行計算。平分面法在特高頻定位中的運用效果也較好，需在檢測時改變傳感器的位置，通過分析幅值波形情況獲得放電點的具體位置。電電聯(lián)合技術的精度較好，對于設備元件缺陷故障的定位十分可靠。

2.2.4 聲電聯(lián)合定位技術

如果超聲波信號和特高頻信號都存在，在缺陷檢測中則可采用聲電聯(lián)合定位技術，應從同一放電源獲得超聲波信號和特高頻信號，同樣借助于多周期圖譜加以定位分析。超聲波信號相較特高頻信號在傳播速度上要更慢，根據(jù)這一規(guī)律可對是否來自于同一放電源進行判斷。分析時域信號后明確超聲波的起始沿，借助于相關公式對傳感器和放電點的距離加以計算。相較于特高頻定位技術能有效提高定位的精確性，超聲波信號和特高頻信號能通過金屬外殼進行阻隔、降低了干擾。在應用該技術時需要做好起始沿的判斷。

2.3 過熱缺陷帶電檢測技術

紅外窗口測溫：局部熱點出現(xiàn)在交流金屬封閉開關設備的導流接觸面中，則可能有接觸不良故障的存在，因此對溫度和輻射能量進行檢測可有效獲取缺陷信息。其中紅外窗口測溫技術的應用較為常見，將窗口設置于交流金屬封閉開關設備外殼中實現(xiàn)對內部熱點信息的獲取，能對溫度進行直接測量，提高了檢測效率。設備安全性能會由于紅外窗口測溫技術的應用而受到影響，因此在開展帶電檢修工作前應對安全防護性能報告進行檢查，增進與生產廠商的交流和溝通，防止出現(xiàn)嚴重的人員傷害事故。

紅外精準測溫：通過獲取紅外輻射的能量對過熱缺陷實施帶電檢測，紅外精準測溫技術的應用不需和交流金屬封閉開關設備進行接觸，能滿足遠距離檢測的需求，同時提高工作效率，尤其是在高壓設備中的應用較為普遍。金屬外殼的存在會對能量的輻射產生影響，運用紅外精準測溫獲得的能量通常都是經過金屬外殼的衰減，因此對于過熱缺陷問題的分析需繪制外殼局部溫度圖像，借助于相關特征量研究內部熱點溫度情況，這也是在交流金屬封閉開關設備中應用紅外精準測溫技術時的主要局限性問題[7]。

無線測溫：在實踐工作中的應用效果也較好，能將傳感器設置于交流金屬封閉開關設備內部，實現(xiàn)對過熱缺陷的全面檢測。該方式運用了無線傳輸技術，可將實時測量數(shù)據(jù)傳輸給檢修人員，能增強數(shù)據(jù)的精確性，保障帶電檢測的安全性。設備的電場結構和絕緣距離等也會由于傳感器的應用而發(fā)生變化，因此會引發(fā)故障問題。同時傳感器的穩(wěn)定性情況也需進行改善，在后續(xù)發(fā)展中應注重設備性能的優(yōu)化，延長其使用壽命，使其在過熱缺陷的帶電檢測中更具優(yōu)勢。

2.4 機械缺陷帶電檢測技術

檢測分合閘線圈的電流狀況是機械缺陷帶電檢測中的關鍵，該技術在實踐應用中存在一定的局限性。尤其是對分合閘速度、開距、卡澀狀況和彈跳次數(shù)與時間的檢測中難以取得良好的成效，在后續(xù)技術應用中應予以針對性改進和優(yōu)化。

3 交流金屬封閉開關設備的帶電檢修策略

局部放電類型、放電量和傳播途徑等都會對局部放電的信號強度產生直接影響，這也是交流金屬封閉開關設備帶電檢測的基本特征。當存在較多的放電類型和傳播途徑時會給檢測工作帶來較大難度，同時無法獲得放電量和信號強度的內在規(guī)律，如果對交流金屬封閉開關設備絕緣缺陷進行判斷時僅依靠信號強度指標，會對評估的精確性與可靠性造成影響。

檢修人員應明確特高頻檢測數(shù)據(jù)情況，對局部放電的類型和位置進行確定，同時深入分析多種狀態(tài)信息，包括交流金屬封閉開關設備的運行工況和超聲波檢測數(shù)據(jù)等，才能確保帶電檢測的良好成效。缺陷嚴重性的綜合判斷，需對橫向對比分析結果、負荷情況、放點類型識別結果、特征量發(fā)展趨勢、過熱缺陷帶電檢測結果等加以全面獲取[8]。在定位局部放電電源時可借助于定位技術，確保檢修決策在制定時有豐富的運行工況數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和運行環(huán)境參數(shù)等作為支撐，防止出現(xiàn)嚴重的絕緣事故。