| 标题 | 带电检测技术在变电异常运行设备中的应用 |
| 范文 | 侯秀丽 孔艳清 摘 要：经济的发展，社会的进步推动了电力行业的发展，当前，随着全国电网的持续发展，尤其是城市电网的改造与升级，交联电力电缆已成为重点地区输电的主流设备。交联电缆具有易铺设、易维护、耐高温和绝缘性能优良等特点，逐步取代了油纸绝缘电缆和架空线路，广泛应用于电网。但与此同时，交联电缆大多以直埋、排管、隧道等形式铺设在地下，因此增加了监测电缆是否处在正常工作状态下的难度。实际作业中，由交联电缆及电缆接头绝缘损坏等问题引起的电力故障事故也不断增加。因此，如何快速有效地通过检测手段判断电缆绝缘是否存在劣化状况有着重要的现实意义。目前，交联电力电缆的检测方法主要包括耐压试验和局部放电检测等。耐压试验分工频交流耐压试验和直流耐压试验，均为破坏性试验。直流耐压试验所需试验设备容量小，携带方便，且可同时测量泄漏电流，根据泄漏电流的数值大小判断电缆绝缘情况。然而，电缆绝缘层材料成分多、电阻率分布不均，会导致直流电压下场强分布不均匀，从而可能导致局部绝缘击穿的问题，且直流耐压还存在电荷积累导致绝缘加速老化的问题。交流耐压试验一定程度上能够有效发现电缆缺陷，但存在两个问题：一是由于电缆电容量大，所需试验设备体积较大，导致操作不够便捷;二是对于细微缺陷交流耐压灵敏度较低。鉴于此，国际上已逐渐摒弃对于电缆的耐压试验检测。随着技术的进步，可以现场在线监测且非破坏性的电缆局部放电检测得到了更广的应用。局部放电检测能够采集到因绝缘劣化导致的电缆的放电信号，经过数字处理，可以很灵敏地得到检测结果。对于电缆局部放电检测，美国电气和电子工程师协会IEEE、国际电工委员会IEC等权威机构均制定了测试导则与规范，从而使电力电缆局部放电检测更加标准化和规范化，也有利于提高检测的准确性。鉴于此，本案例配以相关仪器采用局部放电检测的手段对电力电缆进行局部带电检测。 关键词：带电检测技术;变电异常;运行设备;应用 引言 变压器中绝缘部分的质量对变压器设备整体的使用性能和寿命都至关重要，因为绝缘劣化将产生局部放电现象，引发电力设备故障。这种情况是因为变压器内部各体制间的绝缘体为部分桥接，这样在一定范围内的导体会在绝缘体放电时产生带电反应。一般的局部放电可视作电力输送设备中的常规现象，不会对整个变压器系统造成过大的影响，由于电力强度较高会造成电弧击穿。若局部放电现象出现的较为频繁，发生点位较多时就会破坏电力变压器的完整性，电场强度越大，故障发生率越高，用电风险也会加大。 1放电类型 首先是電晕放电。电晕放电是指电缆导体部分出现毛刺、尖端等凸起的局部部位，随着电场强度增大，超过空气的电离场强，从而使此凸起部分附近空气发生电离，出现电晕放电现象而发生电缆的局部放电。这是因为导体尖端或者毛刺等曲率半径较小的区域电荷更易聚集和积累，随着电荷的积累此处场强会很大，从而使气体电离发生电晕。电晕放电发生时导体与绝缘层的间隙并没有被击穿，其只是发生在导体尖端或者毛刺等曲率半径较小的附近的气体区域，且伴随着光和声音等现象同时还可能会产生一些化学气体。一般情况下，导体尖端发生放电产生的放电脉冲主要聚集在负半周，但若电压很高，正半周也可能会出现放电脉冲。如果放电端是接地端，放电脉冲则主要聚集在正半周。随着电压增大，电晕放电次数会逐渐增多，单次放电量基本不变。其次是悬浮放电。悬浮放电一般发生在设备中的金属部件上。由于设备运行时的振动等原因，金属部件与地的连接发生松动，从而导致接地不良或者没有接地，进而在金属部件上积累了大量电荷，这些电荷与地之间形成了电位差，当电位差较大时则会发生悬浮放电。悬浮放电也是电缆局部放电的一种类型，一般来说，其放电脉冲在正负半周对称出现。 2带电检测技术在变电异常运行设备中的应用 2.1多功能移动终端的应用 运维人员无须携带多种测试设备，到工作现场即可完成一键式、模式化的数据采集、生成和录入工作。以测温为例，模式化的数据采集是指：对于作业对象需要多点测温的场景，终端工具可以预置多个保持相对位置的测温点。对于同一作业对象，操作人员只需托举终端工具对准作业对象，即可一次性采集多个点的温度数据，标记位置和温度在热成像图中，并自动追踪最高温度。一键式操作是指：在模式化的基础上，一键即可完成数据的采集、报告生成、上传与归档。由模式化采集的所有数据集都携带相关属性存储于数据库中，具有相同属性的数据可作为关键特征量，按时间轴描绘趋势曲线;以大数据和人工经验为基础，自动设定安全区域，当特征量超出区域或者趋势上将超出区域，发出系统提示及预警，实现故障预判。终端工具生成的数据格式满足五通、PMS2.0的要求，也可自定义数据表格。免去使用专用仪器烦琐操作、后期数据整理和制作表格的工作。终端工具通过无线专用通道与服务器端连接，实现信息通信。具体实现功能如下：1）红外成像，多点测温，自动追踪最高点温度，发现异常点。2）低电压与低电流测量功能。3）RFID电磁扫描、二维码扫描。4）信息安全通信。基于硬件的通信数据安全加密，与系统建立安全隔离的VPN通道。5）北斗/GPS定位。支持实时定位，可针对业务进行信息位置相关匹配，可实时查看目标位置，及时提醒设备巡视内容及标准，实时监测人员到位情况。6）多机协同。针对同一工作场景，可多台组网协同工作。7）照相、录像等功能。 2.2超高频检测法 针对油纸绝缘内部的局部放电问题，由于局部放电会生成高频电磁波，电磁波在变压器内部金属元件中穿透力会逐渐衰减，一般可从变压器设备间缝隙处传递出来的电磁波判断局部放电位置，但超高频对局部放电区域的穿透力更强，可检测到信号在绝缘区域的不同穿透程度，并获得超高频检测图谱，据此可以判断出放电形式，并判断绝缘体部分的功能是否正常。 2.3 A/D采集通道数据处理 A/D 采集通道是电气设备带电检测系统中重要的软件执行结构，可根据直流电压的实际消耗水平，调节应用电流在相关设备元件中的即时传输情况，已达到提高电气网络中电子传输安全性的目的。通常情况下，A/D 采集通道内的电子信息始终保持并联排列状态，而随着带电检测指令执行时间的延长，这些数据开始产生明显的堆积覆盖趋势。为解决上述问题，PCB 检测主板的执行速率大幅增加，直至暂存电力数据呈现明显的两极化传输形式。 结语 对运行变压器出现异常时，可以尝试红外成像、局部放电、超声波定位等多种带电检测技术应用，对变压器状态联合诊断评估，大大缩短检修时间，减少停电次数和时间，也为设备状态检修提供很好的数据支撑和借鉴经验。 参考文献： [1]国家电网公司运维检修部.国家电网公司电网设备状态检修丛书电网设备带电检测技术[M].北京：中国电力出版社，2014.12; [2]国家电网公司.电力设备高频局部放电带电检测技术现场应用导则：Q/GDW11400-2015[S].2015.11. [3]国家电网公司.气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则第1部分超声波法：Q/GDW11059.1-2013[S].2014.9. [4]国家电网公司.气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则第2部分特高频法：Q/GDW11059.2-2013[S].2014.9. （国网孝感供电公司 ?湖北省 ?孝感市 ?432000） |
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