鮑景寬 王輝

【摘 要】高壓設(shè)備是電力系統(tǒng)運(yùn)行中必不可少的構(gòu)成部分。可以說(shuō)高壓設(shè)備分布于電力系統(tǒng)的很多環(huán)節(jié)中，例如變電站、配電裝置以及發(fā)電廠中都能夠看到高壓設(shè)備的身影，所以，為了確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，必須要在各種環(huán)境系對(duì)高壓設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)，其中，帶電檢驗(yàn)就是必須要攻克的難題。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；高壓設(shè)備；帶電在線檢測(cè)技術(shù)

引言

近年來(lái)，我國(guó)電網(wǎng)的發(fā)展開(kāi)始向大容量、超（特）高壓方向邁進(jìn)，基于周期的傳統(tǒng)設(shè)備檢修模式已漸漸顯現(xiàn)其局限性，如時(shí)效性較差，按固定周期進(jìn)行例行試驗(yàn)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備潛在的絕緣缺陷；其次有效性較差，設(shè)備實(shí)際運(yùn)行電壓下的溫度、狀態(tài)參數(shù)等與停電時(shí)存在明顯差異。正因?yàn)殡姎庠O(shè)備的絕緣損壞具有潛在性及突發(fā)性，迫切需求研究、探索一種新的檢修管理模式來(lái)提高運(yùn)行設(shè)備的可靠性，使檢修工作更具針對(duì)性，同時(shí)兼顧電網(wǎng)安全、環(huán)境、效益等多方面因素。帶電檢測(cè)因具有投資少、測(cè)試時(shí)間靈活、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，從而有較廣闊的發(fā)展前景。

1 傳統(tǒng)帶電檢測(cè)技術(shù)中遇到的問(wèn)題

可以說(shuō)，影響電力技術(shù)水平的重要因素之一就是高壓設(shè)備在線檢測(cè)技術(shù)，在傳統(tǒng)的高壓設(shè)備在線檢測(cè)技術(shù)中還存在諸多的不足之處。其中，有這樣幾方面的內(nèi)容被包含于其中：首先，只有在停電的情況下才可以將此過(guò)程順利完成，然而，在電力系統(tǒng)中有時(shí)會(huì)遇到比較特別的設(shè)備裝置，一些時(shí)候難以實(shí)現(xiàn)斷電控制，這樣就導(dǎo)致很多地方不會(huì)順利的實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)，從而誘發(fā)許多安全問(wèn)題；其次，在檢測(cè)的時(shí)候一般會(huì)遇到非常繁瑣的程序，因此，在檢測(cè)的過(guò)程中會(huì)花費(fèi)掉很多的時(shí)間和經(jīng)歷，此外，檢測(cè)的結(jié)果在某種程度上是由技術(shù)人員的技術(shù)水平所決定的；再次，較長(zhǎng)的檢測(cè)耗時(shí)，古老的檢測(cè)技術(shù)所花費(fèi)的檢測(cè)時(shí)間比較長(zhǎng)，而且對(duì)缺陷的位置把控不準(zhǔn)確；最后，因?yàn)檫^(guò)低的電壓，會(huì)把系統(tǒng)電壓縮小，此外，在檢測(cè)的時(shí)候，斷電對(duì)其帶來(lái)的影響較小，很難確保在正常的狀態(tài)下運(yùn)行電氣設(shè)備，這樣就難以體現(xiàn)出電廠的具體運(yùn)行情況，此外，使得診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性、真實(shí)性也會(huì)受到影響。

2 電力系統(tǒng)高壓設(shè)備帶電在線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 變壓器裝置

在廣泛的應(yīng)用于電力行業(yè)中以后，同超聲波相融合相比，較為實(shí)用的是有效的融合了超聲波，可以在局部對(duì)高壓變壓器的油浸設(shè)備進(jìn)行放電處理，從外，對(duì)變壓器的絕緣狀況進(jìn)行有目的性的檢驗(yàn)分析。如果有局部放電反應(yīng)出現(xiàn)，此時(shí)，對(duì)變壓器絕緣狀況進(jìn)行有目的性的檢查。如果有放電反映出現(xiàn)在局部，這樣就會(huì)通過(guò)超聲波形式將高壓變壓器表現(xiàn)出來(lái)。之后把電轉(zhuǎn)移向四周，比較電波運(yùn)行情況得知，在傳輸超聲波的時(shí)候，會(huì)花費(fèi)掉較多的時(shí)間，并且有著非常慢的形式速度，在碰到此種情況后，應(yīng)該和四周的放電相融合，利用掃描，匯聚不同距離的超聲波信號(hào)，此時(shí)就會(huì)有一個(gè)時(shí)間差出現(xiàn)在其中，然后再次檢測(cè)分析局部超聲波。

2.2 設(shè)計(jì)在線檢測(cè)裝置

下圖1是基本的監(jiān)測(cè)裝置技術(shù)結(jié)構(gòu)圖，由控制顯示單元、傳感設(shè)備、前置放大單元以及信號(hào)處理單元等幾個(gè)部分構(gòu)成。核心技術(shù)思想為：在設(shè)備的接地線上設(shè)置整個(gè)電容型設(shè)備最低電位，所以，內(nèi)部放電或者表面放電內(nèi)的很多信號(hào)全是利用此地下游走。因此，將高頻帶電磁耦合線圈當(dāng)做傳感器，通過(guò)電容器地下放取電信號(hào)。在取出了微弱電信號(hào)后，通過(guò)前置放大單元進(jìn)行放大整理，之后利用軸電纜把信號(hào)轉(zhuǎn)入到處理單元中。通過(guò)信號(hào)處理單元跟隨、A/D轉(zhuǎn)換以及濾波處理單元信號(hào)，然后再向計(jì)算機(jī)中輸入進(jìn)行二次處理。通過(guò)小波原理的軟件，可以有效的提取以及頻譜分析局部的放電信號(hào)，然后將放電信號(hào)的副值、頻譜、放電強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間、出現(xiàn)時(shí)刻等特性參數(shù)獲取出來(lái)。因?yàn)橛休^大的差異存在于外部與局部的放電信號(hào)頻率中，對(duì)比分析計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)捏的規(guī)范頻譜，能否分析有無(wú)具備電容放電，是否有放電情況出現(xiàn)在電容器中，放電強(qiáng)度怎樣，是否在許可的空間內(nèi)，然后再進(jìn)一步去決策分析。

理論上，此設(shè)備能夠利用傳感器對(duì)電容性設(shè)備的放電電弧信號(hào)進(jìn)行感知，從而將電容器的放電情況找出來(lái)，盡管難以將放電出現(xiàn)的具體位置確定出來(lái)，然而，對(duì)只需了解電容裝置放電強(qiáng)度與頻譜而言已經(jīng)足以。

研究得知，有這個(gè)幾個(gè)內(nèi)容被包含于電容設(shè)備在線局部放電檢測(cè)中：首先，對(duì)電容器局部放電的開(kāi)始與熄滅電壓進(jìn)行在線檢測(cè)。其次，對(duì)規(guī)定電壓下，電容器局部放電量時(shí)間以及放電量大小進(jìn)行測(cè)量記錄分析；再次，檢測(cè)電容器在要求的電壓范圍內(nèi)有無(wú)出現(xiàn)規(guī)定值的局部放電；最后，按照閾值，決定有無(wú)必要報(bào)警。

2.3 電容性高壓電氣裝置

耦合電容器、電流互感設(shè)備、套管以及測(cè)量CVT等容性介質(zhì)設(shè)備損失角正切值屬于一項(xiàng)較高靈敏度的試驗(yàn)部分，它能夠?qū)㈦姎庠O(shè)備絕緣劣化、局部問(wèn)題以及整體受潮情況快速找出來(lái)。在整個(gè)電容型設(shè)備缺陷中，絕緣受潮缺陷占據(jù)了80%以上，這是因?yàn)殡娙菪徒Y(jié)構(gòu)主要是利用電容對(duì)強(qiáng)制均壓進(jìn)行分布的，它有著較高的絕緣應(yīng)用系數(shù)，如果絕緣受到潮濕影響，這樣就會(huì)提升絕緣介質(zhì)損耗量，引起擊穿。

絕緣最終會(huì)有著非?？焖俚膿舸┧俣?，但是，通常有以下特征存在于絕緣劣化中：首先，不斷增加絕緣介質(zhì)損耗值，通過(guò)這個(gè)原因或者別的原因生成的熱量最后可能引起絕緣熱擊穿故障。通過(guò)對(duì)絕緣損失熱切值的計(jì)算，能夠?qū)橘|(zhì)損耗變化進(jìn)行檢測(cè)。其次，一些時(shí)候伴隨著樹(shù)枝狀電以及局部放電的情況出現(xiàn)在絕緣中。較大放大量的局部放電，一般只是在存在操作過(guò)電壓、絕緣損壞以及雷電情況下存在的局部放電。利用測(cè)量分析，能夠?qū)⒂纱松傻慕橘|(zhì)損耗反映出來(lái)。再次，溫度變化會(huì)在某種程度上嚴(yán)重的影響著絕緣特性。絕緣自身的型式在某種程度上回受到絕緣溫度系數(shù)的影響，絕緣情況以及大小，都會(huì)影響到絕緣設(shè)計(jì)情況以及特定的電壓等級(jí)，因?yàn)樵诓粩嘣黾恿私^緣劣化溫度系數(shù)后，檢測(cè)值的靈敏度以及溫度非線性都會(huì)提升。

3 檢測(cè)時(shí)需要注意的問(wèn)題

在運(yùn)行高壓電氣設(shè)備時(shí)，有一定的特征存在于絕緣劣化本身中，主要涵蓋：首先，如果有損耗情況出現(xiàn)在了絕緣介質(zhì)中，會(huì)相應(yīng)的增加損耗值，此外，在其他因素的制約下，會(huì)有一個(gè)熱量出現(xiàn)在整個(gè)過(guò)程中，最后導(dǎo)致絕緣被擊穿；其次，絕緣過(guò)程中局部放電出現(xiàn)的頻率較多，也可能有樹(shù)枝放電情況發(fā)生；再次，絕緣的功能與主要特性也會(huì)跟著溫度的變化而改變，隨著溫度的增加，其影響程度也會(huì)提升。而且，絕緣溫度的系數(shù)在某種程上決定著絕緣自身的型式。最后，可以說(shuō)有著非常強(qiáng)的實(shí)用性存在于在線檢測(cè)技術(shù)中，從而將所具備的優(yōu)勢(shì)切實(shí)的發(fā)揮出來(lái)。而且它有著十分全面的功能，極高的效率，然而，在實(shí)際檢測(cè)中，要確保設(shè)備在比較安全的環(huán)境下運(yùn)行。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著時(shí)代的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步，我國(guó)電力行業(yè)進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期，在這其中，也遇到的很多的困境與問(wèn)題，其中，高壓設(shè)備帶電檢測(cè)就是長(zhǎng)期以來(lái)所要攻克的難題。所以，為了確保安全、穩(wěn)定的用電，離不開(kāi)帶電檢測(cè)技術(shù)的支撐與幫助。近年來(lái)，在技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，我國(guó)高壓電氣設(shè)備在線檢測(cè)技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來(lái)越大，與我國(guó)現(xiàn)代化發(fā)展需求是相符合的，屬于一項(xiàng)綜合性極強(qiáng)的內(nèi)容，而且理論性十足，對(duì)于強(qiáng)化我國(guó)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運(yùn)行會(huì)帶來(lái)很大的幫助。

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