變電設備帶電檢測技術的應用探討

王音音,洪衛華

（銅陵供電公司，安徽銅陵　244000）

變電設備帶電檢測技術的應用探討

王音音,洪衛華

（銅陵供電公司，安徽銅陵244000）

摘要：結合一些帶電檢測發現缺陷的案例，對變電設備的多種不同的帶電檢測技術及應用情況進行了較全面的總結分析，指出了帶電檢測技術及其實際應用中仍存在的一些問題和不足，并據此提出相應的對策和建議，為帶電檢測技術的發展和應用提供參考.

關鍵詞：變電設備帶電檢測應用缺陷案例

變電設備的帶電檢測技術由于能夠適應狀態檢修的形式發展而得到廣泛應用.經過多年的發展和積累，國外已經形成了相對成熟的輸變電設備帶電檢測技術，在國內，帶電檢測技術在近十幾年來實現了迅猛的進步，同時，借助狀態檢修管理理念的深入推廣，帶電檢測技術得到了更多的重視和發

展.目前，在電力系統中比較常見的有氧化鋅避雷器的泄漏電流檢測、變壓器的鐵芯接地電流檢測、油色譜分析、G I S及S F6斷路器、流變的氣體檢測、紅外測溫、紫外測溫等.下面我們將結合一些設備缺陷進行探討：

1　不同帶電檢測技術及其應用

表1　變壓器油中溶解氣體的色譜分析數據（單位：μL/L）

變電設備的種類較為繁多，不同種類的設備帶電檢測技術和方法各異，檢測技術和設備的先進性和推廣程度也各不相同.

1.1油中溶解氣體分析

油中溶解氣體分析（dissolved gases analysis，DG A）是診斷充油設備潛伏性故障的有效方法.目前，主要采用氣相色譜法對油中溶解氣體組分含量進行分析，通過脫氣將溶解氣體從油中定量地脫出，實現H2、C O、C O2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2等7種組分的全分析.表1為總烴異常的變壓器潛伏性故障數據，從表中數據經過故障類型判斷和熱點溫度估算可以推斷該變壓器有較為嚴重的鐵芯過熱缺陷.

1.2變壓器鐵芯接地電流測試

目前，國內外都把鐵芯接地電流作為診斷大型變壓器鐵芯短路故障的特征量.現場通常利用電測法進行測量，在不改變原設備接線的情況下，將信號取樣點選擇在變壓器鐵芯接地引出線處，使用特制的線圈制作的高靈敏度傳感器，在線監測則主要利用穿心電流傳感器取樣測量.下表為表1中色譜檢測的變壓器對應的鐵芯接地電流的試驗數據，判斷鐵芯和夾件之間絕緣可能存在薄弱部分形成環流通路造成鐵芯的磁路故障.經解體，如圖1，在變壓器高壓側B相線圈外側下方的下夾件和下鐵軛之間發現一枚平墊片，為掉落金屬異物造成的變壓器磁路故障.

表2　變壓器鐵芯接地電流的試驗數據

圖1　平墊片位置圖示

1.3局部放電檢測

局部放電對電氣設備的絕緣會產生不同程度的影響，危害設備的安全運行.目前電力系統的局部放電檢測主要應用于變壓器、互感器、G I S和開關柜.脈沖電流法是目前國際電工委員會推薦進行局部放電測試的一種通用方法，變壓器、互感器現場局放通常采用這種方法.G I S和開關柜局放應用較多的是超聲波法、超高頻（UHF）法.

1.4電容量及介損檢測

電容量及介損檢測主要應用于高壓套管、電流互感器、耦合電容器、電容式電壓互感器等電容型設備.介損帶電測試儀可以測量電容型設備的泄漏電流、介損值、電容量，檢測電容量一般采用零磁通傳感器得到泄漏電流，電容量通過泄漏電流和采集的母線電壓換算而得，測量介質損耗則通常采用相對比較法分析技術，使用頻譜分析的方法得到電壓和電流的基波，通過相位比較得到介損值.相對比較法適用于有末屏或電容低壓端引出的電容型設備.

1.5紅外測試

紅外測試主要用來檢測電器設備的熱故障點，這種發熱一般是由介電損耗或電阻損耗所引起，如避雷器、電容器本體發熱及引線接頭、刀閘觸頭發熱.它幾乎可以測量表面發出紅外輻射不受阻擋的任何設備，但也有一定的局限性，如對于設備內部的某些故障，或者故障發熱功率較小，故障部位距離設備表面較遠以及一些大型結構較復雜設備存在的拍攝死角等.下圖2為某一避雷器危急缺陷的紅外圖片.發熱點最高溫度31.5℃，正常相溫度22.4℃，環境溫度22℃）

1.6紫外線成像法

圖2　避雷器危急缺陷紅外圖片

紫外線成像法主要用于檢測設備表面由于局部放電而形成的碳化通道和電蝕損，檢測導線外傷、高壓設備的污染程度及絕緣缺陷檢測等.檢測光子數量受到檢測距離、增益、氣壓、溫度等因素的影響使得該技術應用具有局限性.

1.7避雷器帶電測試

避雷器帶電測試主要應用對象是無間隙金屬氧化物避雷器，通過測試運行全電流、阻性電流及阻抗角等反應避雷器運行狀況.總泄漏電流值的大小能反映避雷器的絕緣狀況，而阻性泄漏電流值則更能反映絕緣性能的優劣.避雷器帶電測試過程中，現場的各種干擾較多，目前應用較多的測試方法是補償法測量阻性泄漏電流，該檢測方法能夠較好地消除現場的干擾，得到較為準確的試驗數據.表3為上述紅外異常的避雷器阻性電流檢測數據，判斷該避雷器內部受潮，對該避雷器進行停電解體，該避雷器內部閥片已嚴重受潮，如圖3.

表3　某主變110kV側氧化鋅避雷器帶電測試數據

圖3　該避雷器解體后的內部放電痕跡

1.8 SF6濕度測試

在電力系統中，由于S F6氣體主要充當絕緣和滅弧介質，在電弧及局部放電、高溫等因素影響下，S F6氣體會分解，而其分解產物遇到水分后會產生一些劇毒物質，對絕緣性能也有很大影響，因此必須嚴格控制S F6氣體的含水量.目前，通常采用的是露點法進行測量，對設備內的氣體進行制冷，測出氣體中水分冷凝飽和時的溫度作為檢測露點，再通過露點值換算出S F6氣體中水分含量.現場普遍采用攜帶方便、操作簡單的精密露點儀檢測S F6設備氣體中水分含量.

1.9 SF6分解產物測試

正常運行的S F6氣體電氣設備非開斷氣室中一般沒有分解產物，但當S F6電氣設備存在故障時，則會因較強的局部放電及異常高溫產生大量的分解產物.S F6分解產物有多種形式，最終分解產物有S O2、S O F2、H2S、HF.電化學分析法近年來應用較多，它通過傳感器將氣體濃度信號轉換成電信號，將模擬量轉換成相應的數字量，由微處理器作分析，最終顯示結果，檢測儀器通常體積較小，檢測速度也較快，適合于現場工作.

1.10 SF6激光檢漏測試

S F6激光檢漏是近年來新興的檢測技術，對于S F6漏氣點的查找效果明顯.通過可調光學轉換系統，激光可以在制定的某個檢測位置建立理想的立體紅外輻射場，從設備中泄露出來的S F6氣體分子流向外擴散，該S F6分子流將對覆蓋在這個區域的立體紅外輻射場激光產生較強的光子吸收.由于光學吸收，就可以通過高靈敏度顯微光電接收器尋找泄露處存在的氣流擾動現象.該檢測技術的應用局限性在于，查找時圖像分辨率相對較低，有模糊感，檢測過程中極易造成視覺疲勞.圖4為激光檢漏儀檢測到一500k V斷路器機構箱內S F6氣體泄漏的視頻截圖，該泄漏點在通往壓力表的“T”型接頭處，圖5為相應的泄漏點圖示.

圖4　 SF6氣體泄漏的視頻截圖

圖5　 SF6氣體泄漏點圖示

2　帶電檢測技術及其應用存在的問題

（1）較高端的帶電檢測儀器性價比、普及率較低.帶電測試更因其明顯的便捷性應用越來越多，但較高端的帶電技術往往儀器成本較高，在電網中的普及率較低，如紫外成像檢測儀，S F6激光檢漏儀，變壓器、互感器局放等，部分核心部件來源于進口，整體價位偏高.另外，部分設備在應用時存在一些實用性不足的特點，如某型號S F6激光檢漏儀在檢測G I S設備時，存在觀測死角，在罐體上使用時，三腳架支撐困難.

（2）部分測試標準、導則不完善.如開關柜局放測試、暫態地電位測試等測試項目，目前仍以廠家提供的經驗性數值為測試標準，沒有具體的針對性導則，測試靈活性較大.

（3）帶電檢測儀器的維護管理工作有待完善.大部分帶電檢測儀器都相對較精密，價格也較高，很多是使用電池的，有些儀器極容易出現因操作不當或是維護不周造成的儀器性能明顯下降.對于使用電池的儀器，在沒有工作又長時間未充電時，電池性能往往會下降較快，儀器的正常使用、待機時間縮短.

（4）測試數據整合型、系統性較差.目前，帶電測試卻仍然分散為各個測試項目的登記、匯總，由班組或工區對開展的帶電測試情況進行階段性的分析和總結，數據的整合性、系統性不夠，當設備帶電檢測出現問題時，只能采用從往期測試數據中一一查找比對的方式，分析過程繁瑣、低效.數據的整合功能的欠缺還一定程度上影響到了人員的綜合判斷能力.

3　對策及建議

（1）進一步提高較高端的帶電技術研發和普及應用能力.帶電測試發展迅速，參與研發的廠家眾多，生產廠家應在提高產品的設計制造水平發展自身的自主研發能力，降低產品的使用成本，推廣產品的使用，擴大其使用范圍，研發機構、生產廠家需加強與使用單位的溝通，為提高產品的質量、性價比和使用便捷性提供有效的建議和幫助，加速產品的成型和推廣.

（2）重視相互借鑒及信息溝通共享.部分帶電檢測項目，在尚無國家標準和行業標準可參照以前，使用單位可以借鑒國外的標準，在實踐過程中總結完善，形成初步的可借鑒的依據，同時，需要以生產、經銷廠家為橋梁強化同行業之間的交流和溝通，實現信息共享.

（3）實行帶電檢測儀器獨立的專業化管理，將帶電測試儀器的維護管理工作納入日常管理工作，并重點實行帶電檢測儀器獨立的專業化管理，規范其使用、存儲、維護等方面的管理制度，對帶電測試儀器的維護管理實行責任制，強化維護人員的責任意識.對較精密的儀器進行定期維護，對使用電池需要充電的設備指定專人負責，定時充電，保障儀器的最佳使用狀態.同時，加強對使用維護人員的培訓工作，針對快速發展的測試技術，不斷提升使用維護人員的專業技能.

（4）建立統一的決策分析系統，對帶電檢測基礎數據源信息進行整合，在軟件功能上加強數據集成、數據展示、數據統計分析的功能.在設備出現問題時，能夠通過數據倉庫進行數據的挖掘和分析，為檢修試驗人員及各級管理人員提供輔助決策、分析的依據.

4　結語

各種帶電測試方法對監測設備狀態各有所長，為充分發揮帶電檢測技術的作用，還應當重視對不同檢測方法的綜合運用，使其在檢測過程中發揮互補作用.尤其在某項帶電檢測數據異常情況時，應根據設備具體情況選用多種測試方法，對設備進行真實的判斷，得到準確的測試結論.

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責任編輯：張隆輝

中圖分類號：TM76

文獻標識碼:B

文章編號：1672-2094（2013）04-0168-04

收稿日期:2013-04-21

作者簡介：王音音(1984-)，女，安徽銅陵人，銅陵供電公司助理工程師.從事變電設備高壓電氣試驗和化驗工作.洪衛華(1978-)，男，安徽銅陵人，銅陵供電公司助理工程師.從事變電設備高壓電氣試驗和化驗工作.

BriefAnalysis aboutApplication of LineDetection Technology on TransformationEquipment

Abstract：Combined with some power equipment on-line detection of defect cases, application ofseveral different on-line detection technology with transformation equipment were comprehensivelygeneralized. It is pointed out that，as to the on-line monitoring，there are still some problems. Onthis basis，recommendations on implement of on-line detection technology were put forward to givereference for overall advance and application of on-line detection technology.

Keywords：Transformation Equipment; Line Detection; Application; Defect Cases