带电检测技术在变电运维中的应用

2020-02-03徐敏

电子技术与软件工程 2020年14期

徐敏

（国网江苏省电力公司扬州供电公司江苏省扬州市 225009）

目前，智能电网加快建设速度，如何维护有大容量和结构较为复杂的配电网并使其运行具有高效性是专业工作者应该重视的问题。为使计划停电次数有效减少并保证供电稳固，必须做到把变电运维工作坚决落实到实际工作当中，让服务质量有所提高。由于带电检测技术具有在不必停电的情况下检测设备运行状况的功能，所以此项技术在分析、诊断设备故障和防止安全事故发生等各方面具有极其重要的价值。

1 变电运维中的重要性及带电检测技术优势

1.1 变电运维的重要性

电力系统拥有发电、输电和变电等各种环节，起始点在发电厂，经过大面积覆盖的输电线路传送到变电站，最后从变电站传送到居民住所和工业用户当中。变电运维在电力系统运行质量方面具有非常大的影响力，需要定期检测变电设备来确保电力供应能够正常运行。也就是说，变电维护就是变电设备的运行维护，通常由变电运维操作站以及变电运维队组成。变电运维操作站主要是对电站电力运行进行管理，在值班工作人员人数比较少的状况下深入管理电站的电力运行。变电运维队是负责巡逻和检修基站的队伍，分为操作队以及巡检队两个队伍。变电运维是在电网公司的检修工作中，技术人员在关注到变电的日常运行后加强变电检修工作，借此防止变电设备出现运行安全问题，使供电质量得到保障。

1.2 带电检测技术在变电运维中的优势

电力行业的技术人员在变电运维过程中利用带电检测技术可在日常工作中及时发现肉眼无法观察到的问题，并且及时排查安全隐患，及时防止安全事故的发生。当技术人员在检测过程中排查出问题时，可以及时利用带电检测技术进行处理，极大程度上排除潜在的安全隐患，防止发生安全问题。带电检测技术还拥有的一个极大优势即为技术人员在检测过程中不必断电，极大程度上避免对附近用户造成断电影响，操作起来非常简单且安全。带电检测技术还可以有效提高技术人员的工作效率，因为技术人员在日常巡视工作时，可以直接利用带电检测技术对变电设备的运行状态进行检测，可以有效避免繁冗复杂的检测步骤，使操作变得简单、高效。比如，技术工作人员能够直接利用带电检测技术检测、诊断绝缘缺陷程度。在变电设备的日常运行过程中，技术人员不能判断设备的检测状态，不仅如此，在变电设备运行时，人若靠近设备，则会产生相当大的安全隐患。但技术人员能够利用巡检仪检测绝缘缺陷，对检测数据进行收集，并将这些数据直接在文档中进行保存并给以分析。运用此项技术的运维人员还可以在试验周期之内调整变电设备的运行状态，做到第一时间发现设备存在绝缘隐患的位置、设备缺陷的真实情况和变化趋势。

2 带电检测技术在变电运维中的应用

2.1 脉冲电流技术

图1：红外测温原理

脉冲电流技术是目前最常见的，也是使用广泛度最高的一种带电检测技术。此项技术主要是周期性地对变电设备的局部电流的运行状态进行放电检测，同时也可以在直流条件下进行局部的放电检测。电力维护技术人员利用此项技术需要使自身积累的维修经验和先进的带电检测技术相结合，合理利用脉冲电流法，充分发挥脉冲电流技术在电力设备检测过程中所呈现的优势，借此达到提升带电检测技术整体上的工作质量和效率的目的。

2.2 红外线检测技术

红外线检测技术常用于对设备进行测温。红外测温原理如图1所示。变电设备在运行时会受到某些因素的影响导致设备局部温度过高。在变电设备温度升高过程中，应用红外测温装置可以科学合理地检测设备温度和分布规律，借此方式来判断设备的实际运行状态，及时判断设备是否出现异常情况，再根据判断结果来完成对设备的预见性检测和维护。此项技术在实际应用时由于不会受到电磁场的影响和干扰，所以最终检测结果的准确性较高。于是，此项技术成为一种在带电检测技术在变电运维中常用的检测技术。

红外测温技术一般有两种不同的检测方式，一种是一般检测，另一种是精确检测。一般检测通常是大面积常规扫描变电设备，并在同时完成检测工作，因此不必特别要求检测装置及周围环境。精确检测对检测装置及周围环境的要求相对较高，检测时，必须达到排除风速和辐射等影响因素的条件，主要检测由设备电压制热所造成的缺陷。在实际检测时，可以联系实际情况科学合理地结合这两种检测方式，先用一般检测方式对疑似有故障的设备进行详细的检查，找到存在的可疑之处，确定好范围，最后利用精确检测方式确定故障的类型、严重性以及处理方案等等。利用这种检测方式可以有效地减短检测周期，发现并处理故障的效率也会得到有效提升。

2.3 无线电干扰电压技术

在通常情况下，电晕在放电时会产生电磁波，这种电磁波可以利用无线电在电压表检测时对其进行干扰。所以，技术人员能够在检测电气设备局部放电时利用此特点来提高检测的准确性、科学性及有效性。国外还在利用无线电干扰电压表来对设备进行局部放电检测，但我国在普遍使用射频传感器检测局部放电。RIV 方法不仅能够定性检测局部放电现象，还能够通过判断电磁信号的强弱性来检测长电缆的局部放电位置。

2.4 介质损耗分析法

绝缘材料与变电设备的局部放电能力有关，变电设备的局部放电能力越强，绝缘材料遭到的破坏程度就越大。若设备局部放电的能量消耗加快，那么绝缘材料所受到的局部放电带来的破坏也会加深。所以，各大电力部门中所有相关技术人员和管理人员必须把放电消耗功率测量工作重视起来。因为绝缘材料结构中的气隙数量和电压的变化成正比，随着电压的升高不断增多，与此同时，局部放电也会在一定程度上对介质带来损耗，会导致设备运行数据产生较为明显的波动变化，所以电力部门的技术人员可在日常巡视检测工作当中，在数据变化的基础上判断局部放电能量，借此来判断绝缘材料是否已经遭到破坏。

2.5 超高频局部放电检测技术

超高频局部放电检测技术能够保证测试GIS 初始局部放电脉冲的有效性。这项技术的测试仪器具有很强的测量频带和降低噪音信号的功能。利用这两项功能可以极大程度上削减噪声在放电检测上的负面影响，从而保证并且提高整个设备监测数据的准确性，同时还可以最大程度上再次呈现局部放电脉冲。技术人员在利用此项技术时，可以依据频带的宽窄程度，在实际操作过程当中将其分成超高频窄带检测和宽频带检测。两者在中心频率方面存在着很大的差别。由于超高频宽频检测技术有降低噪声和涵盖信息量大的优点，所以有着更为广泛的应用。

3 带电检测技术在变电运维中的应用要求

3.1 定期进行变电运维中的带电检测

随着科技与经济的飞速发展，人们生活中的用电量也在随之逐渐增加。因此，在这种情况下，变电站设备的运行维护压力逐渐增大，构成变电设备的众多零部件中的任何部件的损坏都会对电力运行系统的运行产生严重的不利影响。因此，为解决这一问题，电力企业有必要根据本企业的运行情况，对电力设备进行全面、定期的带电检测，并针对不同的检修问题制定具有针对性的、科学、合理的检修检测方案，从而有效降低因变电站突发事故造成的检测和维护困难的情况，以此来保证整个变电设备的稳定运行和安全性，满足广大用户的用电需求。

3.2 做好专项带电检测的开展工作

技术人员在日常工作中要做好检测数据的定期收集和统计工作，之后再依据这些日常工作中检测到的数据和现场检测到的数据对其进行科学合理的分析，准确捕捉到变电设备安全隐患点存在的具体位置。位置确定后，要及时组织技术人员进行带电检测专项工作。

3.3 做好对技术人员的专业培训工作

目前，大多数的电力企业的变电运维检测工作都是由技术检查员进行的，所以，变电检测维修技术的整体水平往往由技术人员专业水平的高低来直接影响与决定。于是，基于这种情况，电力企业就需要在实际电力传输过程中不仅要做好日常运维检修工作，还必须把招揽相关技术人员的工作重视起来，与此同时也不能忽视对企业已有的相关技术人员进行定期的技术培训工作，不断提升技术人员在变电运维中采取带电检测技术方面的专业知识和专业技能。然而在对技术人员进行专业技术培训过程中，不能一味地只培养实用技术，还必须加强专业技术人员的安全意识，提高工作责任感，培养团队协作能力，通过培训，使团队达到具有高素质、高水平和高度专业性的标准，成为一支能够预防问题发生且能及时发现问题解决问题的优秀团队。

4 带电检测技术在变电运维中的应用案例

4.1 带电检测技术跟踪检测变电设备

为避免设备在运行时出现故障，需对设备进行早期检查，技术人员应该在变电设备投入1d、7d 和30d 时分别进行检测，接着集中讨论、研究和分析变压器的气体溶解问题。经检测发现，2 号变压器在1d 的检测数据有异常状态，但是变压器的运行状态是良好的；在7d 的检测过程中出现本体存在C4H2的情况。技术人员利用色谱检测技术检测得到三相绝缘油的测验结果，来分析了解C4H2在变压器运行过程中形成的影响。最后分析得到的结果为2 号主变器有运行故障问题，可能出现低能放电现象，对此，技术人员要对变电设备进行全面的详细检测，并且第一时间着手处理问题，以防故障扩大从而造成更加恶劣的影响。

4.2 利用带电检测技术进行电气试验

为给变压器的铁心接地电路检测的检测工作提供便利，且保障得到准确的检测结果，需要技术人员有效控制检测过程。比如，在某一次检测过程中，最终得到的检测结果为，A 相为11.1mA，B 相为11.1mA，C 相为13.6mA，并没有达到技术的规定值。在局部放电检测过程中，相关工作人员应提前做好相关准备工作，所利用的检测仪器有局部放电综合数字分析仪和超声定位仪等等。为达到在更大程度上提高检测的质量，需要综合运用许多不同的检测技术，还要做到使每一项技术的功效得到充分的发挥。比如，采用超声检测法与脉冲电流法，在电流互感器的作用下分析出铁心中心脉冲的电流数据。实际操作过程中，必须保证定位的准确性和检修完成的快速性。在此次测试过程中，A 相呈现异常状况，其放电值达150×104pC。

4.3 利用铁心电位检测局部放电

为明确变压器出现问题的原因，相关技术人员在检测之前和检测之后都要做一些试验分析，经过分析明确问题出在铁心夹件放电上，最后经过研究明确要使用局部放电技术来检测相关设备。经过试验可以看出，地铁对地电压达到223V 时，超声检测的信号随之不断增大，增幅接近5 ～10dB。由此能够判断出，于铁心夹件之间存在放电问题。是磁铁路和铁心之间的间距不够，而且绝缘防护未达标导致局部放电发生的主要原因。