王開明 潘昌旭
(國網(wǎng)新疆電力公司阿勒泰供電公司,新疆 阿勒泰 836000)
當(dāng)今在經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和城市建設(shè)規(guī)模增大的基礎(chǔ)上,各級的輸電線路電纜呈現(xiàn)出遞增的情況,電纜運維工作越來越繁重,電纜是存在良好的電性能和熱性能,被廣泛地應(yīng)用到電力系統(tǒng)的各個電壓等級之中,尤其是更高電壓等級的電纜,其生產(chǎn)和應(yīng)用越來越廣泛,但是現(xiàn)如今一個較為突出的問題就是隨著時間推移,目前我國運行的部分高壓電纜之間的進(jìn)入到電纜和附件預(yù)期壽命的“中年期”,因此采取傳統(tǒng)的巡線方法費時費力,效率低下,且僅能發(fā)現(xiàn)線路管道中存在的一些肉眼可見的安全隱患,而對判斷電纜的絕緣狀態(tài)無能為力。
針對于局部放電來說,便是導(dǎo)體之間的絕緣僅僅被部分橋接的電氣放電,一般狀況下是由設(shè)備絕緣內(nèi)部或者其表面局部電廠過于集中引發(fā),因此表現(xiàn)出持續(xù)時間小于1ms 的脈沖。雖然局部放電的出現(xiàn)不會馬上致使絕緣整體擊穿,但如果長時間存在就會導(dǎo)致絕緣介質(zhì)逐漸受到侵蝕,其中的絕緣性能也會出現(xiàn)不可逆的劣化過程,最終就會致使設(shè)備出現(xiàn)絕緣擊穿故障,所以為了能夠在一定程度上明確局部放電對高壓電力設(shè)備帶來的危害性,國內(nèi)外相關(guān)研究人員在十九世紀(jì)中期開始對不同絕緣結(jié)構(gòu)以及絕緣設(shè)備等進(jìn)行大量局部放電的產(chǎn)生機(jī)理及放電特性研究,發(fā)現(xiàn)局部放電的危害主要分為以下內(nèi)容:一是局部放電產(chǎn)生的帶電粒子轟擊絕緣介質(zhì),對分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞,對絕緣性能進(jìn)行消弱;二是帶電粒子撞擊就會導(dǎo)致絕緣介質(zhì)的局部溫度出現(xiàn)驟升,對于絕緣介質(zhì)而言,可能由于過熱進(jìn)而加速老化,甚至出現(xiàn)碳化現(xiàn)象。三是隨著局部放電產(chǎn)生的臭氧和氮氧化物以及硫化物等化學(xué)產(chǎn)物在和水分反應(yīng)后形成酸,對絕緣介質(zhì)進(jìn)行腐蝕。四是在油浸式設(shè)備中局部發(fā)電將誘發(fā)油的分解,這樣就會在紙層凝集油泥,降低設(shè)備的散熱能力,甚至絕緣出現(xiàn)熱擊穿等現(xiàn)象。
對于電力設(shè)備而言,在局部放電出現(xiàn)的情況下,將會產(chǎn)生一定的信號,通過采用專用的聲發(fā)射傳感器收集到這些聲音的信號,結(jié)合實際的情況進(jìn)行綜合分析,可以對SF6 絕緣電氣設(shè)備的實際運行情況作出合理的評估,這種儀器能夠及時地檢測到信號的幅度和相位等。
針對于局部放電的檢測特高頻方法而言,其中原理就是通過特高頻傳感器對電力設(shè)備中的局部放電出現(xiàn)的特高頻電磁波信號作出合理的檢測,在這個基礎(chǔ)上能夠獲取局部放電的有關(guān)信息內(nèi)容,實現(xiàn)對局部放電進(jìn)行科學(xué)的監(jiān)測。此外特高頻的方法也是根據(jù)電磁波在GIS 中傳播特點逐漸進(jìn)行發(fā)展的,最大優(yōu)點是可有效地抑制背景噪聲,如空氣電暈等產(chǎn)生的電磁干擾頻率一般均較低,這種情況是可以通過采用寬頻的方法UHF 對其作出初相應(yīng)的抑制。在此之外對于特高頻通信以及廣播電視信號而言,因為其具有著固定的中心頻率,所以是可以應(yīng)用到窄頻的方法UHF 將其和局部的放電信號進(jìn)行合理區(qū)別。如果GIS 的傳感器分布較為合理,那么便是可以通過不同位置檢測其局部放電信號時延差對局部放電的電源作出準(zhǔn)確定位。在此之外高頻局部放電檢測過程中,其頻率的范圍一般情況下是在3-30MHz之間,同時高頻脈沖電流信號也是可以通過電感式耦合傳感器或者是電容式耦合傳感器來進(jìn)行相應(yīng)的耦合,同時也是可以通過采用特殊的設(shè)計探針對其信號進(jìn)行耦合。高頻局部放電檢測方法,根據(jù)傳感器類型主要分為電容型傳感器和電感型傳感器。電感型傳感器中高頻電流傳感器具有便攜性強(qiáng)、安裝方便、現(xiàn)場抗干擾能力較好等優(yōu)點,所以現(xiàn)如今這種方法的應(yīng)用是十分廣泛的,其中工作的原理主要是對其流經(jīng)的電力設(shè)備接地線和中性點接線和電纜本體之中的放電脈沖電流信號進(jìn)行相應(yīng)的檢測,在實際進(jìn)行工作的過程中,必須要引起相關(guān)人員足夠的重視,使其可以更好地保障檢測結(jié)果。
總結(jié):總而言之,在輸電電纜的運行維護(hù)中普及局部放電帶電檢測,能夠通過大數(shù)據(jù)分析,及時了解電纜運行狀態(tài),并能夠發(fā)現(xiàn)運行電纜數(shù)據(jù)的異常變動,有利于缺陷的及時消除并降低電纜故障率。然而針對于局部放電而言,是電力電纜設(shè)備上絕緣故障的一個早期表現(xiàn),但是因為在線監(jiān)測方法樣本量以及冗余數(shù)據(jù)較多,因此要想實現(xiàn)并不容易,在電纜的運維過程中,應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)生產(chǎn)驗收管理,特別是做好隱蔽工程、關(guān)鍵環(huán)節(jié)的見證及把控,同時要求附件廠家留下各種紙質(zhì)及影像資料備查。