帶電檢測技術在內蒙古電網中的應用分析

靳虎+李秀旗

摘 要：電網設備檢修管理模式分為以檢修周期為基礎的傳統檢修方式和狀態檢修兩種模式，傳統檢修方式按照檢修周期需要對設備進行停電進行的檢查維修，而狀態檢修，是基于設備運行工況、在線監測、帶電檢測等狀態信息，評估設備運行狀態，確定檢修策略的檢修模式，其中，帶電檢測技術是開展狀態檢修工作的基礎。本文介紹了各種帶電檢測技術方法原理、存在的缺點，并對內蒙古電力公司烏蘭察布電業局開展帶電檢測工作中發現的一起缺陷進行了分析，并提出了相應的檢修建議。

關鍵詞：帶電檢測；技術；內蒙古電網；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.176

0 引言

隨著電網技術和電力系統的快速發展，狀態檢修管理模式逐步成為主流，為適應狀態檢修工作的開展，在線監測技術、帶電檢測技術等檢測手段也得到了快速發展，而電力設備帶電檢測技術，可以在設備運行狀態下，精確判斷缺陷嚴重程度，定位缺陷位置，為避免發生重大事故具有重要意義。內蒙古電網自2011年開展狀態檢修工作以來，借助狀態檢修輔助決策系統，對輸變電設備進行狀態評價、風險評估，發現多起嚴重狀態設備，并有2臺220kV主變壓器，利用精準評價，發現繞組嚴重變形，并進行了返廠大修，避免了重大事故發生。雖然開展了狀態檢修管理模式，但設備狀態評價依據，還僅依賴設備運行工況、停電例行試驗、診斷試驗等狀態信息，而帶電檢測手段還很單一，技術力量還很薄弱，未能真正實現狀態檢修。針對這種現象，2016年8月，內蒙古電力公司下發了《電力設備帶電檢測技術規范》，并進行了相關的宣貫及技術培訓。本文對帶電檢測技術在內蒙古電網應用中發現的一起缺陷進行了分析，并提出了相應的檢修建議。

1 國內外帶電檢測技術介紹

帶電檢測，即利用一套便攜式設備，對在運電力設備進行狀態檢測，一般工作時間較短，有別于連續檢測的在線監測系統。當前國內外，有以下幾種帶電檢測方法。

1.1 超高頻局部放電測量法

超高頻檢測技術（UHF）是指對頻率介于300MHz-3000MHz區間的局部放電信號進行采集、分析、判斷的一種檢測方法。電力設備絕緣體中絕緣強度和擊穿場強都很高，當局部放電在很小的范圍內發生時，擊穿過程很快，將產生很陡的脈沖電流，其上升時間小于1ns，并激發頻率高達數GHz的電磁波[1]，通過UHF傳感器對該信號進行檢測 ，從而判斷設備局部放電狀況，實現絕緣狀態的判斷[2]。UHF法能有效的避開干擾信號，具有較高的靈敏度和搞干擾能力，可實現局放帶電檢測、定位、故障類型判斷等優點[2]。

1.2 高頻局部放電測量法

高頻局部放電檢測技術是指對頻率介于3MHz-30MHz區間的局部放電信號進行采集、分析、判斷的一種檢測方法。

1.3 超聲波信號檢測法

超聲波檢測技術是指對頻率介于20kHz-200kHz區間的聲信號進行采集、分析、判斷的一種檢測方法。該檢測法具有以下特點：（1）對介質類型比較敏感，適合檢測空氣介質放電；（2）易受現場機械振動的干擾；（3）傳播過程衰減大；（4）比較適合檢測套管、終端、絕緣子的表面放電。

1.4 暫態地電壓局放檢測

電氣設備內部存在局部放電時，放電電量先聚集在與放電點相鄰的接地金屬部分，形成電流脈沖并向各個方向傳播[3]，當傳出金屬箱體時，同時在設備金屬箱體上產生一個暫態ns的對地電壓（TEV），一般在幾十毫伏～幾伏之間。可以通過特制的TEV傳感器來捕捉 TEV信號，從而測出被測點的局部放電幅值（dB），據此對電氣設備進行評估。該檢測法具有以下特點[4]：（1）對脈沖的變化速度比較敏感，比較適合介質內部放電；對放電頻譜較低的套管、終端、絕緣子表面放電不敏感；（2）易受外界電磁干擾的影響；（3）傳播過程衰減較小。

2 帶電檢測技術的應用實例

2017年7月，內蒙古電力公司烏蘭察布電業局對所轄變電站內重點高壓開關柜開展帶電普測工作，結合多種檢測方法，發現了一起疑似缺陷，對該缺陷進行了分析，給出了相應檢修建議。

2.1 采用特高頻法診斷分析

采用特高頻檢測法對35kV開關柜進行特高頻局放檢測，發現35kV電容器XI 387開關柜前部觀察窗位置特高頻檢測圖譜異常，特高頻測試數據如圖1所示。

由以上圖譜可知，信號幅值51dB，脈沖幅值分布較集中，放電脈沖相位分布較窄，單周期圖譜顯示一個工頻周期在負半周各出現單根脈沖信號，判斷35kV電容器XI 387開關柜存在懸浮放電的概率較大。

2.2 采用超聲波法診斷分析

采用局放檢測儀超聲波檢測法對35kV開關柜進行超聲波局放檢測，發現35kV電容器XI 387開關柜前上部超聲波檢測異常，超聲波檢測數據如圖2所示。

由圖2圖譜分析可知，超聲波信號幅值22dB，檢測中信號幅值穩定，頻率成分2大于頻率成分1，相位圖譜顯示超聲波脈沖分布在工頻相位90°及270°附近，信號波形顯示每周期有兩簇放電脈沖信號，信號上升沿很陡。初步判斷為35kV電容器XI 387開關柜存在懸浮放電。

2.3 采用暫態地電壓法診斷分析

35kV開關柜暫態地電壓背景檢測平均值為30dB，根據規程要求檢測值的相對值大于20dB為異常，35kV開關柜暫態地電壓檢測值均在4--41dB范圍內，相對值均小于20dB，暫態地電壓檢測未見異常。

2.4 放電位置精確定位

采用變電站局部放電檢測與定位系統對35kV電容器XI 387開關柜及相鄰柜體檢測到的特高頻異常局放信號的性質進行了分析，并追蹤信號的來源。

通過分析，最終確定放電源位置如圖3所示。

2.5 測試結論及相應檢修建議

通過對黃旗海220kV變電站35kV開關柜進行普測，采用暫態地電壓、超聲波、特高頻局放檢測等方法，結論如下：

（1）發現35kV電容器XI 387開關柜前上部位置超聲波檢測異常，信號幅值23dB，特高頻檢測異常，信號幅值54dB。暫態地電壓檢測未見異常。利用定位系統確定為35kV電容器XI 387開關柜前上部中間位置存在懸浮放電，對應部位設備結構為刀閘，由于懸浮放電在金屬上危害較小，建議加強關注。

（2）發現35kV 4號主變304乙開關柜正前方上部的母線橋架內存在懸浮放電，該信號對附近開關柜的特高頻檢測有較大干擾，后期檢測中注意排除干擾。

3 結束語

通過分析， 帶電檢測技術對電力設備初期局放缺陷的發現，效果是有效的。帶電檢測技術在內蒙古電網中的開展，有助于狀態檢修工作進一步提高，將會進一步減少設備停電時間，提高供電可靠性。為順利開展帶電檢測工作，建議做好以下工作：（1）提高現場試驗人員認識，轉變工作思路，把停電試驗方法、經驗，盡快轉變到帶電檢測模式上來；（2）帶電檢測缺陷判斷，沒有統一標準，需要現場經驗積累，應加大現場培訓力度，提高試驗人員判斷能力；（3）現場帶電檢測設備多，范圍廣，填寫試驗報告工作量大，應與儀器廠家合作，研發出數據庫智能系統，便于數據存儲、處理、打印等。

參考文獻：

[1]楊樂，張小軍.局部放電檢測技術在罐式斷路器中的應用與分析[J].新疆電力技術，2014（02）：93-96.

[2]鄧勁松，陳攀.變電站高壓金屬密封開關柜局部放電在線監測技術研究[J].科技創新導報，2014（15）：37.

[3]喬進朝，王進鎖等.開關柜非嵌入式局部放電在線檢測定位研究[J].山西電力，2008（05）：24-26.

[4]孫西方，秦永等.基于電磁波檢測的局部放電在線監測技術探討[J].太原大學學報，2010，11（02）：134-137.

作者簡介：靳虎（1973-），男，內蒙古人，本科，工程師，現從事變電檢修管理工作。endprint