中油電能供電公司電力檢測(cè)技術(shù)中心 李麗君 李 陽(yáng)

隨著檢修人員逐年減少（自然退休減員，市場(chǎng)開(kāi)發(fā)需要人員分流，后續(xù)力量補(bǔ)充不足），造成各專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員嚴(yán)重短缺。探索“以試定檢”的檢修新模式成為必然，其前提是以可靠的帶電檢測(cè)以及在線監(jiān)測(cè)技術(shù)為保障。作為目前乃至今后最主要的設(shè)備檢測(cè)技術(shù)，帶電檢測(cè)以先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備為支撐，即便在不停電的狀態(tài)下也能對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，可及時(shí)準(zhǔn)確掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，超前防范設(shè)備隱患，保證設(shè)備的安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，降低事故損失和供電風(fēng)險(xiǎn)，提高工作效率。

1 檢測(cè)項(xiàng)目

帶電檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)主要有電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及設(shè)備廠家自定義的標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)項(xiàng)目主要有特高頻局部放電帶電檢測(cè)、超聲波局部放電帶電檢測(cè)、暫態(tài)地電壓測(cè)試、紅外檢測(cè)、紫外檢測(cè)以及一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)等技術(shù)手段。

1.1 高頻脈沖電流檢測(cè)

其實(shí)現(xiàn)借助了3～30MHz頻率帶寬支持，當(dāng)電網(wǎng)設(shè)備局部放出電流脈沖等特定信號(hào)后，可自動(dòng)對(duì)信號(hào)信息進(jìn)行收集并做出準(zhǔn)確性的分析和判斷，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程不影響設(shè)備運(yùn)行，也不受帶電影響。變壓器內(nèi)部放電不是整體而是局部的，一旦開(kāi)始放電便會(huì)形成高頻信號(hào)，這種信號(hào)流通鐵芯接地線后便形成完整回路，此時(shí)提前設(shè)置在鐵芯接地線上的高頻電流傳感器不會(huì)放過(guò)“蛛絲馬跡”，將放電信號(hào)及時(shí)捕捉到，經(jīng)自動(dòng)分析將檢測(cè)結(jié)果直接發(fā)送到巡檢儀器上，屏幕上會(huì)實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)。變壓器局部放電檢測(cè)的方式中高頻脈沖電流是最常用的，也是目前技術(shù)效果最佳的，尤其是線圈、夾件等材料上流經(jīng)的放電信號(hào)捕捉十分準(zhǔn)確。

1.2 超聲波檢測(cè)

無(wú)論是電壓器設(shè)備還是其他電抗器設(shè)備，在其內(nèi)部出現(xiàn)局部放電的同時(shí)會(huì)釋放出強(qiáng)大能量，這些能量多是噴涌式的瞬間爆發(fā)，進(jìn)而影響分子狀態(tài)，在遭受強(qiáng)烈沖擊后分子與分子的接觸使其釋放超聲波。超聲波一經(jīng)形成便會(huì)以變壓器油為介質(zhì)，由球面波形式迅速四散出去?；诖?，要獲得放電超聲波，只需將超聲傳感器置于變壓器油箱外部即可，設(shè)備會(huì)自動(dòng)接收。超聲波檢測(cè)可有效檢測(cè)變壓器本體上的局部放電信號(hào)，對(duì)于本體上外層線圈及引線和油箱內(nèi)部磁屏蔽松動(dòng)引起的放電等靈敏度較高。由于超聲傳播的固有特性，可根據(jù)超聲信號(hào)幅值對(duì)局部放電位置進(jìn)行判定。

1.3 特高頻局放檢測(cè)

電力設(shè)備絕緣體往往具有高強(qiáng)度絕緣性，同時(shí)還伴隨較高的擊穿場(chǎng)強(qiáng)，如果局部放電的發(fā)生范圍較小便會(huì)有更快的擊穿速度，高速狀態(tài)下的脈沖電流呈現(xiàn)陡直狀態(tài)，以1ns為時(shí)間界定，脈沖電流的上升時(shí)間不會(huì)超過(guò)這一界定點(diǎn)且伴隨高頻率電磁波。局部放電檢測(cè)特高頻（UHF）法在實(shí)際應(yīng)用中因其靈敏性和優(yōu)良抗干擾性，可較大程度防止現(xiàn)場(chǎng)干擾，同時(shí)還具有局部帶電檢測(cè)、定位和缺陷識(shí)別功能，這些功能的具備成為這項(xiàng)技術(shù)的特有優(yōu)勢(shì)。在此需要注意的是，因?qū)嶋H電網(wǎng)設(shè)備的差異，UHF法需要選擇適合的特高頻傳感器，一般有內(nèi)置式和外置式兩種。

1.4 暫態(tài)地電壓測(cè)試

設(shè)備一旦局部開(kāi)始放電，帶電粒子就會(huì)循著帶電體以非常高的速度移動(dòng)，經(jīng)由接地非帶電體后形成高頻電流行波，待形成后又以光速不受限制的傳播到各處，此處提到的非帶電體最典型的即為配電設(shè)備柜體。電流行波會(huì)在柜體內(nèi)表面發(fā)生聚集而不會(huì)穿透柜體，這與集膚效應(yīng)有關(guān)。若是電流行波在移動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)斷開(kāi)的金屬或絕緣連接處，波體就會(huì)離開(kāi)柜體內(nèi)表面去到外表面，同時(shí)向四周肆意發(fā)散電磁波，這時(shí)金屬柜體的外表面在相應(yīng)作用下形成暫態(tài)地電壓(TEV)，這種形式的電壓檢測(cè)有針對(duì)性傳感器設(shè)備。

1.5 紫外成像檢測(cè)技術(shù)

輸變電設(shè)備在持續(xù)運(yùn)行期間周?chē)妶?chǎng)強(qiáng)度是不斷變化的，呈現(xiàn)不斷增強(qiáng)的趨勢(shì)，當(dāng)數(shù)值到達(dá)一定程度會(huì)有電暈現(xiàn)象出現(xiàn)，進(jìn)而引發(fā)周?chē)諝獾碾婋x現(xiàn)象。當(dāng)出現(xiàn)電離現(xiàn)象，空氣中存在的電子便會(huì)借助電場(chǎng)充實(shí)自身能量，然后將能量以電暈、閃絡(luò)等方式釋放出來(lái)，最終形成紫外線光波。紫外成像檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)對(duì)象便是紫外線光波，此設(shè)備通道有兩條，一為紫外光，多在電暈成像中應(yīng)用；另一為可見(jiàn)光，多在周?chē)h(huán)境拍攝中應(yīng)用。兩條設(shè)備通道生成不同圖像，將其不同圖像疊加融匯成一張圖像，便可清晰呈現(xiàn)出設(shè)備電暈情況和周?chē)h(huán)境狀況。依據(jù)圖像及分析結(jié)果，相關(guān)人員便能清楚掌握輸變電設(shè)備此時(shí)實(shí)際的電暈狀況。

1.6 紅外測(cè)試

設(shè)備工作期間常有發(fā)熱現(xiàn)象，這是電流和電壓的作用結(jié)果，發(fā)出的熱量透過(guò)探測(cè)器生產(chǎn)紅外成像，在相應(yīng)顯示屏幕上會(huì)清晰體現(xiàn)出來(lái)。應(yīng)用遠(yuǎn)紅外檢測(cè)技術(shù)能快速監(jiān)測(cè)和診斷出電力設(shè)備大多數(shù)過(guò)熱故障。在此需要注意的是，雖然這項(xiàng)技術(shù)目前應(yīng)用范圍已十分廣泛，但有些局限性還有待改進(jìn)。

1.7 電力電纜局部放電帶電檢測(cè)

電纜局放帶電檢測(cè)時(shí)電測(cè)法常被采用，其中又以電磁耦合法應(yīng)用最為廣泛。一般對(duì)電纜設(shè)備的局部放電檢測(cè)工作需要通過(guò)信號(hào)耦合方法，在檢測(cè)系統(tǒng)中匯總電纜絕緣劣化造成的放電信息，根據(jù)信號(hào)耦合傳感器的差異，檢測(cè)時(shí)電測(cè)耦合法需要選擇最適合的，可供選擇的有電容耦合法、電感耦合法、超高頻耦合法、方向耦合法和差分法。油田電網(wǎng)采用電容耦合法對(duì)電纜附件做局放檢測(cè)，與常規(guī)檢測(cè)方法相比不僅不會(huì)影響電纜的絕緣性而且靈敏度更強(qiáng)。有一點(diǎn)需注意，高頻信號(hào)和低頻信號(hào)不同，其減退程度更強(qiáng)，所以為保證檢測(cè)真實(shí)性和可靠性只安裝一個(gè)傳感器是不夠的，需在電纜接頭處同時(shí)安裝多個(gè)傳感器，通過(guò)改進(jìn)傳感器采樣效果得到進(jìn)一步增強(qiáng)。

2 油田電網(wǎng)帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用

2.1 變壓器局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)

油田電網(wǎng)2017年引進(jìn)變壓器局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)，每年針對(duì)供電公司所轄34座110kV變電所的75臺(tái)主變壓器進(jìn)行巡檢，截止2021年10月共完成341臺(tái)次變壓器巡檢，發(fā)現(xiàn)放電缺陷4項(xiàng)；GIS設(shè)備超高頻局部放電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用。油田電網(wǎng)擁有GIS設(shè)備的110kV變電所共三座：鐵人變、向陽(yáng)變、煉化變，氣室共137個(gè)。2014年GIS超高頻局部放電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用以來(lái)，每年針對(duì)各氣室進(jìn)行巡檢，截止2021年10月共完成17座次110kV變電所690個(gè)氣室的帶電檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)異常。

2.2 電力電纜局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)

2018年對(duì)6組110kV電纜線路開(kāi)展高頻局放帶電檢測(cè)應(yīng)用，馬鞍山站110kV聯(lián)絡(luò)電纜高頻局放現(xiàn)場(chǎng)帶電檢測(cè)：該電纜采用單端直接接地、另一端保護(hù)接地方式，帶電檢測(cè)采用高頻電磁耦合法，在進(jìn)線側(cè)空氣終端測(cè)量，接頭采用傳感CT卡接地線的方法進(jìn)行。進(jìn)線側(cè)空氣終端A、B、C三相高頻檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)異常局部放電信號(hào)，A、C兩相發(fā)現(xiàn)較大懸浮放電。檢測(cè)結(jié)論：未發(fā)現(xiàn)內(nèi)部絕緣局部放電信號(hào)，發(fā)現(xiàn)較大的懸浮放電，建議檢查接地是否可靠，終端連接件有無(wú)氧化銹蝕或者局部斷線的問(wèn)題。

2.3 變壓器局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用

圖1 C相高頻測(cè)試典型圖譜

變壓器局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2017年在向陽(yáng)一次變安裝調(diào)試成功運(yùn)行至今，6個(gè)傳感器運(yùn)行平穩(wěn)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)未發(fā)生異常。從傳感器監(jiān)測(cè)界面可看出，1#主變、2#主變視在局部放電量范圍在-80.00～-65.10DBM，放電量較低且波動(dòng)不大，主變運(yùn)行平穩(wěn)。

2.4 35kV開(kāi)關(guān)柜暫態(tài)地電壓檢測(cè)

2021年3月22日對(duì)35kV366熱化四線開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行時(shí)，發(fā)現(xiàn)該柜體前面板TEV幅值較大、為23.3dB，相鄰柜體前面板信號(hào)幅值為11dB，背景信號(hào)為5dB，異常信號(hào)幅值高于背景信號(hào)，通過(guò)對(duì)異常信號(hào)波形圖譜分析發(fā)現(xiàn)，該信號(hào)在一個(gè)工頻周期內(nèi)存在多簇異常信號(hào)，且每?jī)纱匦盘?hào)相位差基本一致、幅值相近，不符合局部放電特征，為進(jìn)一步確定該干擾源，將狀態(tài)指示燈關(guān)閉、發(fā)現(xiàn)該信號(hào)消失，將其打開(kāi)該信號(hào)重新出現(xiàn)，說(shuō)明該異常信號(hào)來(lái)自狀態(tài)指示燈，與高壓設(shè)備無(wú)關(guān)。判定為分合閘位置指示燈老化，建議更換。

3 下一步建議

進(jìn)一步加大帶電檢測(cè)工作的開(kāi)展力度，從制度、管理上形成嚴(yán)格的監(jiān)督機(jī)制，人員、設(shè)備上給予保障，同時(shí)還應(yīng)在保證電網(wǎng)和設(shè)備安全的前提下積極探索使用新技術(shù)，積累經(jīng)驗(yàn)，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

3.1 夯實(shí)基礎(chǔ)、建立規(guī)范，提升監(jiān)督管理水平

根據(jù)目前我國(guó)帶電檢測(cè)技術(shù)發(fā)展看，技術(shù)較為多樣化，但在穩(wěn)定性、可靠性上明顯存在不足，有待改進(jìn)，影響了檢測(cè)效果。因此職能部門(mén)需要提高監(jiān)督管理效率，通過(guò)科學(xué)、有效的方法提升檢測(cè)技術(shù)水平。建立油田電網(wǎng)自身的帶電檢測(cè)技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，完善帶電檢測(cè)技術(shù)的相關(guān)體系建設(shè)。在總結(jié)積累各類(lèi)帶電檢測(cè)以及在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合油田電網(wǎng)負(fù)荷多元化、檢修狀態(tài)化的特點(diǎn)制定相應(yīng)導(dǎo)則，明確各類(lèi)一次設(shè)備的帶電檢測(cè)試驗(yàn)手段、方法、判定原則以及試驗(yàn)周期。加強(qiáng)檢測(cè)記錄和診斷報(bào)告的建檔管理，通過(guò)設(shè)備之間的橫向比較以及歷次檢驗(yàn)結(jié)果的縱向比較，有效地發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題。

3.2 建立專(zhuān)業(yè)化信息平臺(tái)

電力設(shè)備運(yùn)行是否穩(wěn)定，需要根據(jù)設(shè)備檢測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行判斷，帶電檢測(cè)技術(shù)的主要功能和目的便是收集設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)。為此，設(shè)備管理負(fù)責(zé)人要從根本上重視設(shè)備檢測(cè)，獲得充足條件支持，建立專(zhuān)業(yè)的信息平臺(tái)，對(duì)設(shè)備檢測(cè)相關(guān)的數(shù)據(jù)、檔案等進(jìn)行完善，將信息在平臺(tái)中同步共享，形成動(dòng)態(tài)化的數(shù)據(jù)體系，為電網(wǎng)設(shè)備的檢測(cè)工作提供有力支持。

3.3 建設(shè)優(yōu)秀的帶電檢測(cè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)

增加帶電檢測(cè)專(zhuān)業(yè)人員的配置，分層次建立專(zhuān)業(yè)化的檢測(cè)隊(duì)伍和診斷型的專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)?？梢越M織、聘請(qǐng)業(yè)內(nèi)專(zhuān)家對(duì)整體的帶電檢測(cè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)和技術(shù)支撐。加大人員的培訓(xùn)力度，從檢測(cè)原理、電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)特性、試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程的引用以及測(cè)試方法上進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，提升技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)設(shè)備狀況的綜合分析判斷能力。

3.4 積極引進(jìn)推廣新技術(shù)，提升核心競(jìng)爭(zhēng)力

與行業(yè)先進(jìn)進(jìn)行對(duì)標(biāo)，比對(duì)不同電網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)裝置的應(yīng)用及運(yùn)維情況，根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際研究各類(lèi)在線監(jiān)測(cè)裝置的適用性和可推廣性，全面推廣油色譜等技術(shù)成熟的在線監(jiān)測(cè)裝置；建立大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，整合不同變電站、不同設(shè)備狀態(tài)量的采集信息，進(jìn)行集成和統(tǒng)一規(guī)劃，形成大慶油田電網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，由分散式變電站信息轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓傻南到y(tǒng)平臺(tái)。帶電檢測(cè)設(shè)備上要積極地給予補(bǔ)充，以彌補(bǔ)裝備的短缺和技術(shù)升級(jí)。

3.5 加大帶電檢測(cè)安全監(jiān)督力度

由于帶電檢測(cè)的實(shí)施是在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行的，必須要有可靠的安全措施。應(yīng)建立帶電檢測(cè)安全監(jiān)護(hù)制度，明確職責(zé)，完成風(fēng)險(xiǎn)性評(píng)價(jià)，以保證人員、設(shè)備安全、電網(wǎng)可靠性為前提，不可為了得到測(cè)試數(shù)據(jù)而犧牲安全因素。

3.6 要注重多種技術(shù)的組合應(yīng)用

當(dāng)一項(xiàng)帶電檢測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，要采取多項(xiàng)技術(shù)加以驗(yàn)證、不同的設(shè)備比對(duì)驗(yàn)證。最后通過(guò)停電試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)分析，進(jìn)行缺陷的確診。帶電檢測(cè)受環(huán)境因素影響較大，測(cè)試過(guò)程中還要注意信號(hào)的可重復(fù)性（包括周期、幅值、波形、頻率）。需要明確的是常規(guī)停電檢測(cè)不會(huì)被帶電檢測(cè)完全取代，這只是一種輔助性檢測(cè)技術(shù)、同時(shí)也是停電檢修的指導(dǎo)，但是帶電檢測(cè)不能解決全部問(wèn)題，如果有特殊要求，常規(guī)項(xiàng)目檢測(cè)必須采用停電檢測(cè)。

3.7 深化檢修，探索創(chuàng)新油田電網(wǎng)的檢修模式

油田電網(wǎng)要結(jié)合實(shí)際，充分發(fā)揮狀態(tài)評(píng)估的作用，加大帶電檢測(cè)應(yīng)用力度，科學(xué)制定檢修計(jì)劃，在有效提升電網(wǎng)檢修效率的同時(shí)確保電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。