輸變電設備帶電檢測技術研究

許錳　蔡鵬程

摘 要：在探討輸電設備帶電檢測研究的背景和意義的基礎上，重點對基于電測法的局放帶電檢測技術進行了研究，包括高頻帶電檢測技術、暫態地電壓檢測技術、超高頻局放檢測技術，并對基于聲檢法的超聲波局放檢測技術進行了介紹，對超聲波局放檢測技術的判別標準進行了描述。

關鍵詞：輸變電設備；帶電檢測；高頻帶電檢測技術；超高頻局放檢測技術

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.153

1 研究背景

帶電檢測是指利用便攜式檢測設備在電路接通的狀態下檢測帶電設備，尋找運行工況不佳或存在一定安全隱患的設備，其目的是為了及時掌握設備的運行狀態，從而保障設備的安全、經濟運行。帶電檢測的特點是實時、高效、準確，相比于在線檢測，具有造價低廉、方便、快捷的優勢，在我國的電力系統中有很大的發展空間。通過推廣帶電檢測技術，能及時排查電力系統及其設備的潛在危害，根據檢測結果可制訂合理、有效的預防和控制措施，從而提高電力設備的安全性，達到節約資源、降低事故發生概率的目標，從而保證電力設備的運行具有良好的經濟性。

2 基于電測法的局放帶電檢測技術

2.1 高頻帶電檢測技術

高頻帶電檢測在電纜電氣設備方面的應用較為廣泛，可根據實際情況對變壓器等設備進行高頻檢測。該技術的原理為：在設備內部放電時，會有電流經過外層進入大地，電流通過在此部位設置的電流感應器后，工作人員可據檢測結果分析現場的高頻分量，從而判斷電力設備是否存在絕緣故障。該方法在實施過程中會受到大量的干擾，因此，必須處理檢測數據后，才能分解出電纜的高頻放電局部脈沖。便攜式檢測儀一般由信號采集單元、高頻CT、同步線圈和專家診斷系統組成。其中，專家診斷系統通過模糊邏輯判斷放電類型等特征。

2.2 暫態地電壓檢測技術

從本質上講，電與磁沒有根本性的區別。根據麥克斯韋理論，局部放電產生的電場會形成磁場，且新產生的磁場也會形成電場。電與磁的不斷相互轉換會形成電磁波，并向遠方傳播，其經過金屬物向外傳播的過程中會形成電壓，即暫態電壓。暫態地電壓檢測是利用檢測儀器在開關柜的兩端進行水平方向定位，其定位點特征為兩個傳感器同時觸發；利用檢測儀器在開關柜上、下方進行豎直方向定位，其定位點特征為兩個傳感器同時觸發。通過兩次坐標定位，可準確判斷放電點的位置。

在檢測過程中需要注意傳感器的出發穩定性。當兩個傳感器出發不穩定時，往往是由于兩個傳感器信號的抵達時間間距過短。在操作過程中，可通過移動其中一個傳感器，達到延長兩個傳感器接收信號的時間的目的。這樣定位設備后，可迅速判斷傳感器的觸發順序。此外，在多點放電的情況下，兩個傳感器的通道指示燈會同時開啟，將傳感器移開多點放電的區域后，可根據傳感器一定過程中的信號響應順序判斷此區域放電點的分布范圍。

2.3 超高頻局放檢測技術

局部放電時會產生脈沖電流，且以電磁波的形式向外傳播。采用超高頻局部放電檢測技術可檢測局部放電擊穿過程中產生的高頻電磁波，從而確定放電位置。高頻電磁波的傳遞會受到管體形狀、連接形式等的影響，比如在直線形狀的管體中傳播距離較遠。

當內部的超高頻信號傳至盆式絕緣子處時，部分信號通過絕緣縫隙輻射到設備外部，在縫隙處產生二次輻射，且縫隙寬度不會對輔射強度產生決定性的影響。因此，在外部的盆式絕緣子處放置超高頻傳感器的天線，可檢測內部局部放電的超高頻信號，從而判斷內部的局放情況。但對于外部包有絕緣層的盆式絕緣子，超高頻電磁波無法通過，如果被檢測的氣室未安裝內置傳感器，則無法釆用超高頻測試方法測試局部放電信號。

3 基于聲檢法的超聲波局放檢測技術

超聲波與一般的聲波沒有本質的區別，都是通過物體振動帶動周圍介質振動，并以波的形式向外傳播的，唯一的不同點為超聲波的頻率與人類能區分的聲音振動頻率區域有一定的差距，且超聲波的波長很短，在一定距離內直線傳播的方向性很好，易于檢測，不易受到背景聲音的干擾。當設備內部因導電顆粒、電暈、局部放電而發生故障時，這些導電顆粒會因受到電場、重力場的力學作用而振動，與設備外殼發生碰撞，并將這些能量轉化為機械波傳播。產生電暈或局部放電時，也會產生一定的振動和超聲波，這些聲音信號都會在殼體間傳播。根據這些基礎原理，在待檢測帶電設備的金屬外殼時放置超聲波傳感器，接收并分析殼體內部的超聲波信號，從而達到對帶電體進行帶電檢測的目的。

在連續檢測模式下，有效值峰值與背景有所不同，可據此判斷設備內部是否有缺陷：①移動傳感器，測試此氣室不同的部位，找到信號最強的點，即故障點。②在連續檢測模式下，有效值與相鄰氣室相比，U≤5 mV時可不處理。③在脈沖模式下，有效值與相鄰氣室相比，U為5～10 mV時應進行敲擊處理，如果此值無較大的變化，且50 Hz與100 Hz的相關性較弱時（<0.5）可不處理；如果此值無較大的變化，但50 Hz與100 Hz的相關性較強（>0.5）時，應根據流程判斷是否存在缺陷，并相應縮短檢測周期，通知運行人員加強監視。④在脈沖模式下，有效值與相鄰氣室相比，U>50 mV且敲擊處理后此值無較大變化時，則應盡快停電處理。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕