淺談帶電檢測技術在城市軌道交通供電系統中的應用

摘 要： 城市軌道交通交通不斷的發展，對供電的穩定性、可靠性提出了更高的要求，電力設備帶電檢測是發現設備潛伏性運行隱患的有效手段，為電力設備安全、穩定運行提供了重要保障。通過對帶電檢測技術的介紹及實際中應用情況，體現出了帶電檢測技術的優勢及其在軌道交通供電系統中的優越性。

關鍵詞：帶電檢測 超聲波 紅外熱成像 暫態低電壓 高頻局部放電 特高頻 接地電流

中圖分類號：U223.6 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2017）03-0309-01

引言

隨著城市軌道交通快速發展，城市軌道交通的運營規模不斷擴大，而其對供電系統穩定性、可靠性、安全性要求也隨之不斷提高。當前供電系統的檢修模式仍以計劃修為主，即按照標準和固定的周期，對規定的設備部位在停電狀態下進行定期檢查性試驗，雖然其在保證設備正常運行方面起到了積極的作用，但也暴露出“盲目維修、維修不足、不能發現設備潛伏性運行隱患”等問題。而近年來在電力行業大力推廣、成熟應用的帶電檢測、在線監測技術，可準確地反映設備實際運行狀態，提前發現設備隱患、降低事故損失、提高工作效率為實現設備狀態修提供依據。本文主要探討帶電檢測技術的在城市軌道交通供電系統中的應用。

一、帶電檢測技術簡介

電力設備帶電檢測技術是在電力設備通電運行狀態下進行檢測的一種高新技術，是發現設備潛伏性運行隱患的有效手段。帶電檢測一般采用便攜式檢測設備，利用傳感技術和微電子技術對運行中的設備進行實時監測，獲取設備運行狀態的各種物理量數據，并對其進行分析處理，預測運行狀況，根據實時數據得出檢測報告，其檢測方式為帶電短時間內檢測，有別于長期連續的在線監測。

目前技術成熟、設備運行穩定、應用較廣泛的帶電檢測技術有局部放電檢測技術、電氣量檢測技術、光學成像檢測等幾個主要方向：

1.紅外熱成像技術

準確檢測到設備元器件的溫度以及溫度的變化，通過熱成像技術，可直觀的看到設備各點的溫度值，快速判斷設備的整體運行狀態。可廣泛應用于變壓器、套管、互感器、斷路器、隔離開關、電容器、避雷器、電力電纜、絕緣子、輸電線路等設備的溫度準確測量進而判斷原件是否存在故障、局部放電等缺陷。

2.暫態低電壓檢測技術

一種通過設備外表面的電容傳感器檢測電力設備內部局部放電脈沖激發的電磁波在設備金屬外殼上產生的瞬時對地電壓脈沖，從而判斷電力設備內部絕緣缺陷的技術，廣泛應用于開關柜、環網柜、等配電設備的內部絕緣缺陷檢測。但由于其必須通過設備技術科體檢的間隙處由內表面傳至外表面方可被檢測到，不適用于技術外殼完全密封的電力設備（GIS、C-GIS）。

3.超聲波局部放電檢測技術

是指通過對電力設備發生局部放電時產生的超聲波信號進行采集、處理和分析從而獲得設備運行狀態的一種檢測技術，目前已經成為電力設備局部放電檢測的主要方法之一，特別是在帶電檢測定位方面，可廣泛應用于各類一次設備。

4.高頻局部放電檢測技術

是利用高頻電路傳感器檢測流經電力設備的接地線、中性點接地線以及電纜本體中放電脈沖電路信號，是用于電力設備局部放電缺陷檢測與定位的常用測量方法之一，其檢測頻率范圍通常為3～30MHz，適用于具備接地引下線的電力設備的局部放電檢測，主要包括高壓電力電纜及其附件、變壓器鐵芯及夾件、避雷器等。

5.特高頻局部放電檢測技術

通過檢電力設備內發生局部放電時的電流脈沖在內部激勵的頻率高達數吉赫茲的電磁波信號來實現局部放電檢測的。當前外置式帶電檢測應用較多的包括：GIS、變壓器、開關柜等，尤其是在GIS中局部放電檢測效果最好，意識國際上對GIS普遍采用的狀態檢測技術。

6.接地電流檢測技術

通過測量接地裝置上設備過電壓產生的接地電流，直接或間接的反映設備運行狀態，目前應用較廣泛的的有變壓器鐵芯及電纜護層的接地電流測試技術。

二、帶電檢測技術與傳統檢測技術的比較

1.傳統電力檢測的不足

1.1在傳統的停電檢測中，電力設備處于非工作狀態，電力設備在運行中才會出現的問題無法檢測出來，檢測內容不全面，無法起到真正有效地檢測目的。

1.2耐壓試驗試驗是傳統檢測手段之一，是一種破壞性試驗，往往會對設備造成損傷，縮短了設備使用壽命。

1.3傳統檢測手段均需在停電后進行，然而停電需要改變運行方式，還要考慮客戶需求，從而導致檢修計劃無法正常實施，造成供電可靠性及穩定性的降低。

2.帶電檢測技術的優勢

2.1可在設備正常運行的情況下檢測，檢測周期可以依據設備運行狀況靈活安排，便于及時發現設備的隱患。

2.2可檢測到電力設備運行狀態下潛伏性運行隱患，準確地反映設備實際運行狀態，提前發現設備隱患。

2.3可只對有潛在的隱患的元件和部位進行定期定點的檢測，大大提高檢測提高工作效率。

三、帶電檢測技術在城市軌道交通供電系統的應用

城市軌道交通供電系統主要由主電所、牽引變電所、降壓變電所組成，軌道交通供電有著特殊的運行環境，較高的穩定性及可靠性要求。帶電檢測技術可以在軌道交通供電中充分的體現出它的優勢。

1.變壓器的檢測

1.1紅外熱像檢測：檢測變壓器箱體、儲油柜、套管、引線接頭及電纜終端，紅外熱像圖顯示應無異常溫升、溫差或相對溫差。

1.2高頻局部放電檢測：檢測從套管末屏接地線、高壓電纜接地線（變壓器為電纜出線結構）、鐵芯和夾件接地線上取信號。正常時應無典型放電圖譜。當懷疑有局部放電時，比較其它檢測方法，如油中溶解氣體分析、超高頻局部放電檢測、超聲波檢測等方法對該設備進行綜合分析。

2.避雷器的檢測

2.1紅外熱像檢測：用紅外熱像儀檢測避雷器本體及電氣連接部位，紅外熱像圖顯示應無異常溫升、溫差或相對溫差。

2.2運行中持續電流檢測：測量運行電壓下的全電流、阻性電流或功率損耗，測量值與初始值比較，不應有明顯變化。

3.C-GIS開關柜的檢測

3.1特高頻局部放電檢測：適用于非金屬法蘭絕緣盆子，帶有金屬屏蔽的絕緣盆子可利用澆注開口進行檢測。

3.2超聲波局部放電檢測：一般檢測頻率在20-100kHz 之間的信號，若有數值顯示，可根據顯示的dB值進行分析。若檢測到異常信號可利用超高頻檢測法、頻譜儀和高速示波器等儀器、手段進行綜合判斷。

4.高壓電纜的檢測

4.1紅外熱像檢測利用紅外成像技術，對電力電纜終端和非直埋式電纜中間接頭、交叉互聯箱、外護套屏蔽接地點等部位進行檢測和診斷。

4.2外護層接地電流對電纜金屬護套的環流和接地電流進行測量，對電纜線路接地系統的運行狀態進行檢測和分析。

4.3電纜終端及中間接頭高頻局部放電檢測檢測從電纜終端接地線上（或電纜本體上）取信號，在電纜本體取同步信號。正常時應無典型放電圖譜。

四、結語

帶電檢測技術既可在設備運行狀態下客觀的檢測出電力設備實際的運行狀態，又可提前發現設備隱患又在一定程度上避免甚至杜絕了非計劃性停電。伴隨著城市軌道交通的不斷發展，帶電檢測技術應用將會越來越廣泛，對于軌道交通供電系統的發展有著重要的意義。

作者簡介：蘇霄，女，（1981.10-），漢，河北圍場人，本科，工程師，就職大連地鐵運營有限公司，研究方向地鐵供電。