变电设备局部放电带电检测相关问题探讨王井波

变电设备局部放电带电检测相关问题探讨王井波

王井波赵国雨

（国网朝阳供电公司辽宁省朝阳市122000）

摘要：局部放电作为一种脉冲放电，会在变电站设备内部和周围空间产生一系列的光、声音、设备和机械的振动等物理现象和化学变化。这些伴随局部放电而产生的各种物理和化学变化可以为监测电力设备内部绝缘状态提供检测信号。目前局部放电带电检测技术已经逐渐取代传统的停电检测方法在变电站设备状态检测中得到了非常广泛的应用。因此，本文针对变电设备局部放电带电检测技术的问题进行了简要的分析。

关键词：变电设备；局部放电；带电检测技术

1带电检测技术产生背景

很长一段时间以来，变电站设备检修都是应用定期检修和故障检修相结合的方式，但是随着科技的进步和电网的发展，传统的检修方法已经很难满足电网发展的需求。近年来设备技术水平和制造质量大幅提升，免维护、少维护设备大量应用，早期制定的设备检修、试验规程滞后于装备水平的进步。电力设备带电检测技术是采用便携式检测仪器，对运行中设备状态量进行现场检测系列技术的统称。带电检测技术突出特点在于可以实现部分输、变、配电设备在运行条件下的状态诊断、缺陷部位的精确定位、缺陷程度的定量分析，解决了部分设备运行后没有测试手段的难题，有利于提高设备的可靠。

2变电设备局部放电带电检测技术的价值分析

从电力系统发展进程上说，“带电检测技术”取代传统的“停电检测技术”是一个巨大的进步，它的应用不仅能够全面、迅速的反映出电网中变电设备的运行状态，还能够第一时间实现问题解决，从而保障电力供应的安全和稳定。一个不容忽视的现象是，当前现代化电网中开关柜使用的比例越来越高，而开关柜在设计上要求出线端直接与配网、用户电网相连，这也意味着开关柜成为电力供应有无的“终端节点”，如果频繁的启停开关柜，就无法实现供电系统稳定、可靠的运行，对于供电对象而言产生不好的体验。实践中表明，一旦开关柜出现故障，或者其他方面的原因影响开关柜正常使用，就必然要进行停电操作；在传统电力检修时代，人们只能对开关柜进行预防性检测、试验，而这一过程也都是在停电状态下完成的。由于现代社会各项事业的正常运转都与电力供应有直接关系，一旦大范围停电，不仅会造成严重的经济损失，还会导致不良社会舆论影响。同时，考虑到开关柜的结构特征，在直接连接配网、用户电网的前提下，停电工作也很难统一调配，甚至会出现失修、过修的不均匀现象。基于此，针对变电设备采取带电检测是十分重要的，具有重大的经济价值和社会价值。

价值一：带电检测技术降低了开关柜的突发事故机率。开关柜的运行环境较为恶劣，检测维修人员无法完全规避可能存在的开关柜绝缘缺陷，针对它局部放电的带电检测技术，就不需要考虑设备绝缘事故带来的危害可能性，从而减少突发事故。

价值二：带电检测技术实现了开关柜的绝缘维修形式。通过对开关柜局部放电带电检测，可以快速发现它存在的绝缘问题，并结合绝缘问题特征采取针对性措施，即绝缘缺陷针对性可通过带电检测表达出来，由此产生“标靶定位”，避免盲目检修造成的资源、人力浪费。

价值三：带电检测技术大幅度提高了检修质量和效率。对比证明，带电检测是一种更为先进的技术，它一方面规避了停电带来的用户抵触和矛盾，另一方面则克服了现场环境的约束，从而提升了质量。此外，带电检测可以及时发现问题存在的“节点”，便于寻找故障源、定位干扰源，从而提高了工作效率。

价值四：带电检测技术间接地强化了供电的可靠性。互联网技术将人类带入了信息化时代，电力作为维持一切电气设备、网络设备的重要能源，一刻都不能中断，带电检测不需要停电操作的特征，有效地保障了供电可靠性，规避了人机电力用停矛盾。

3局部放电带电检测技术

3.1地电波检测（TEV）

当局部放电的活动出现在开关柜绝缘层中的时候，就会产生在无线电频率范围之内的电磁波，其中的一部分会通过金属外壳气体绝缘开关的封垫或者是其他绝缘部件周围的间隙传播出去；当电磁波遇到开关柜的接地金属外壳的时候，就会产生一个瞬态接地电压，并向地下继续传播；这种瞬态接地电压一般是在几毫伏到几伏之内不等，且存在的时间比较短，因此可以在开关柜工作状态下对其外表面进行局部放电活动的检测。按照我国相关的规定，要求暂态地电压检测的周期为以下标准：对于新设备而言，要在其投运之后的一周内进行一次检测；运行过程中则要在半年至一年的时间内检测一次；当发生缺陷或不良现象时应进行一次检测；且在每一次的检测过程中，应该使用同一个检测仪器对同一站的所有开关柜进行检测。判断依据：在进行地波检测作业的时候，放电脉冲数是判断变电设备是否存在放电的一个重要依据；在正常的情况下，2s时间之内的局部放电信号所发出的脉冲数会在50-500个范围之内；当实际检测到的脉冲数＞1000个的时候，判断检测到的为干扰信号，而不是局部放电位号。

3.2超声法

电力设备内发生局部放电的时候，同时会伴有声波发射，使用超声波传感器，能够探测出设备中的局部放电现象。检测频带位20-200kHz。改检测方法与被测设备之间无电气连接、可以避免多种电气干扰，声测法的灵敏度不随被测物电容量而变化，因而声学方法广泛用于大电容器的检测，并且声学方法通常能指出一个复杂系统内PD源的位置，定位精度高。但是灵敏度低、传播衰减快、测试范围小、判别标准比较困难。

3.3GIS超高频局部放电检测

当气体绝缘金属封闭开关设备中出现绝缘缺陷时，在外加的高压电场作用下，电子将被剥离（原子）并在外电场的作用下做加速和减速运动，形成局部放电脉冲。由于电子运动的速度的变化，放电通道对外要发射电磁波。电磁波向GIS腔体两侧传播，在传播的过程中电磁波将在GIS的不连续处经历反射和透射，信号能量会随传播距离的增加而衰减。当电磁波传播到局部放电传感器（接收天线）处，通过耦合从传感器中将输出一个电压信号，并被存储和分析。该检测方法检测灵敏度高、信号传输衰减慢、现场该频段干扰小、不受机械干扰、可以实现快速定位。

3.4红外检测技术

基于安全运转保护机制，常规的变电设备温度是无法直接测得，主要采取局部放电产生的热量变化进行分析，即局部放电产生的热量传导到设备外壳，但由于变电设备的内、外部结构较为复杂，热量传导的机制也较为复杂，所以红外检测技术的灵敏度并不高，准确性也有待人工参与分析；红外检测配合气体分析的方法，可以在一定程度上提高检测灵敏度，正常运转情况下六氟化硫气体的生成过程很慢，一旦出现局部放电，气体浓度会迅速上升。

4结语

综上所述，带电检测技术是状态检修工作中的重要一部分内容，通过不同带电检测技术的分析，能够准确的反映出变电设备的实际运行情况，使得工作人员能够及时的发现设备运行过程中存在的问题，并在第一时间对其予以解决，从而有效的避免了事故的发生；另外，带电检测技术的应用能够极大程度的减少停电试验的次数，不会对用户的用电产生不必要的影响，而且还能够为检修策略的制定提供科学的依据，是保证电力系统安全稳定运行的基础条件，具有十分重要的现实意义。

参考文献：

[1]状态检修中带电检测诊断技术的应用[J].高玺.工程建设与设计.2017（02）

[2]带电检测技术在状态检修中的作用研究[J].张小飚.低碳世界.2017（27）

[3]广东电网输变电设备带电检测技术应用现状及提升策略[J].杨贤，饶章权，柯春俊，王流火，王增彬，黄振.南方电网技术.2015（03）

[4]带电检测大数据的分析与应用研究[J].万轶伦，张毅洲，汤蕾.科学技术创新.2018（05）