高壓防爆電機(jī)局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

游長俊

（中石油濟(jì)柴動(dòng)力有限公司成都?jí)嚎s機(jī)分公司，四川 成都 610100）

高壓電機(jī)在極易發(fā)生燃燒以及爆炸等危險(xiǎn)的環(huán)境中開展工作，對(duì)在線的某一部分放電實(shí)施監(jiān)測(cè)會(huì)很困難，所以，對(duì)這種高壓電力裝置的某一部分放電在線監(jiān)測(cè)，展開了理論與試驗(yàn)方面的探究。

1 局部放電監(jiān)測(cè)的重要性

從高壓電機(jī)所處的位置上來說，其處于離供電中心距離較遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)，但從其重要性的角度來說，高壓防爆電機(jī)的工作情況直接影響著電力資源的正常供應(yīng)。因此，對(duì)防爆電機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，有利于保障電力供應(yīng)工作的正常運(yùn)行。另外，高壓防爆電機(jī)自身在運(yùn)行過程中也存在著一定的安全隱患，需對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，才能保證其作用的正常發(fā)揮。監(jiān)測(cè)的目的在于方便相關(guān)技術(shù)人員對(duì)局部放電的實(shí)際情況準(zhǔn)確的進(jìn)行掌握，確保放電情況符合實(shí)際工作要求。

2 對(duì)局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)時(shí)遇到的難點(diǎn)

由于設(shè)備當(dāng)中出現(xiàn)不超過1000pC 大小的局部放電脈沖，普遍在微伏以及毫伏這兩個(gè)等級(jí)上，當(dāng)電力設(shè)備屬于在線情況時(shí)，母線當(dāng)中的電暈，還有多種另外類型的電氣脈沖產(chǎn)生的干擾大，以750kV 的母線為例，遇到下雨的情況時(shí)，產(chǎn)生的電暈在高壓狀態(tài)的套管尾部測(cè)量得出的峰值超過400mV，在晴天的情況下，同樣有大約200mV。此干擾將設(shè)備當(dāng)中出現(xiàn)的所有信號(hào)全部隱藏。所以，對(duì)母線當(dāng)中造成的電氣干擾，一定要先使用相應(yīng)的方法剔除掉，只單方面對(duì)母線當(dāng)中的放電脈沖實(shí)施放大操作。現(xiàn)在，我國內(nèi)外對(duì)局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的最小放電數(shù)量超過了3000pC，分離技術(shù)能夠?qū)嵤┑那疤崾牵l率以及相位，還有就是極性以及幅值。

3 實(shí)驗(yàn)情況簡介

本文開展的實(shí)驗(yàn)探究工作是，在一個(gè)油氣類型的煉化廠之中，針對(duì)于一臺(tái)10kV 的胺泵類型的電動(dòng)機(jī)實(shí)施開展的實(shí)驗(yàn)。電動(dòng)機(jī)經(jīng)過一條長度達(dá)到370m，材質(zhì)為聚氯乙烯的電纜，另外將此電纜與把控室當(dāng)中的開關(guān)柜之間進(jìn)行連接，對(duì)它開展電力能源的供應(yīng)工作。在某一次對(duì)其進(jìn)行檢修施工期間，對(duì)它的某一部分放電問題，實(shí)施了在線監(jiān)測(cè)。圖1 所示的是電動(dòng)機(jī)進(jìn)行某一部分放電活動(dòng)之后產(chǎn)生的波形。

圖1 電動(dòng)機(jī)進(jìn)行某一部分放電活動(dòng)之后產(chǎn)生的波形

4 具體的實(shí)驗(yàn)流程

為了探究對(duì)某一部分放電長距離進(jìn)行監(jiān)測(cè)的這項(xiàng)技術(shù)是否能夠開展實(shí)際操作，對(duì)這個(gè)電動(dòng)機(jī)當(dāng)中的某一部分放電實(shí)施了深層次的對(duì)比監(jiān)測(cè)試驗(yàn)工作。第一步，對(duì)于電動(dòng)機(jī)自身開展了某一部分放電試驗(yàn)的監(jiān)測(cè)工作，需要分別在電機(jī)的位置，還有在距離超過370m 的開關(guān)柜的位置實(shí)施，同時(shí)對(duì)于它這一部分放電所產(chǎn)生的波形情況進(jìn)行捕捉，其得出的最終結(jié)果如下圖1 當(dāng)中所示。電動(dòng)機(jī)部位產(chǎn)生的波形，進(jìn)行升高耗費(fèi)的時(shí)間長度，顯著的要小于開關(guān)柜的位置經(jīng)過測(cè)量得出的數(shù)據(jù)，可是峰值卻大約是它的10 倍。

按照測(cè)量得出的電機(jī)某一部分放電脈沖產(chǎn)生的波形，能夠?qū)⑴c之相對(duì)的放電數(shù)量在這個(gè)式子當(dāng)中所有的數(shù)據(jù)，以及分別是電機(jī)位置的HFCT 當(dāng)中傳輸出來的電壓以及電流的數(shù)值，其中的最大數(shù)值是400MV；底部邊長的寬度是T3=103ns，r 是在進(jìn)行試驗(yàn)的過程中，才用到的HFCT 進(jìn)行轉(zhuǎn)換得出的阻抗數(shù)值，其實(shí)際大小r=2.3Ω。將獲得的數(shù)值帶入到與之對(duì)應(yīng)的公式中，能夠經(jīng)過計(jì)算得到q1≈9.8nC。根據(jù)相同的方式，得出開關(guān)柜位置的放電數(shù)量是上述數(shù)據(jù)，以及i2分別是電機(jī)位置的HFCT 當(dāng)中傳輸出來的電壓以及電流的數(shù)值；得出的波形最大值是38mV，寬度是T4=550ns。經(jīng)過計(jì)算，它的衰減指數(shù)k=0.60。

在圖2 之中，L1、L2以及L3分別對(duì)于電纜當(dāng)中的三相進(jìn)行表示，T1是發(fā)電機(jī)部位的某一部分放電脈沖產(chǎn)生的時(shí)間多少，T2是開關(guān)柜部位的某一部分放電脈沖產(chǎn)生的時(shí)間多少。第二步，經(jīng)過規(guī)范化的脈沖進(jìn)行注入的方式，對(duì)于衰減的指數(shù)進(jìn)行測(cè)量，采用讓脈沖現(xiàn)象能夠發(fā)生的機(jī)器，在C 項(xiàng)當(dāng)中將脈沖注入進(jìn)去。這個(gè)脈沖現(xiàn)象進(jìn)行發(fā)生的機(jī)器，向外界輸出的脈沖的數(shù)量是1V/1μs 長方形的脈沖，通過HFCT_2 轉(zhuǎn)換成電流脈沖，再將電流脈沖注入至C 相的芯線之中。與上述的方式相同，某一部分放電數(shù)量大小是3.7nC，經(jīng)過不斷計(jì)算，得出其衰減的指數(shù)k=2.1nC/3.7nC=0.57。使用相同的方式，更改注入進(jìn)去的幅度數(shù)值，分別獲得的衰減指數(shù)是0.57、0.55、0.58，取它的平均數(shù)值0.57，將這個(gè)數(shù)值當(dāng)作衰減指數(shù)最后標(biāo)準(zhǔn)確定的數(shù)值。

圖2 電動(dòng)機(jī)部位以及開關(guān)柜部位某一部分放電脈沖產(chǎn)生的波形

對(duì)圖2 當(dāng)中所示的，經(jīng)過實(shí)際進(jìn)行檢測(cè)之后獲得的結(jié)果，若是使用衰減指數(shù)還有開關(guān)柜的位置進(jìn)行實(shí)際測(cè)量某一部分放電數(shù)量，對(duì)于電動(dòng)機(jī)部位的放電數(shù)量進(jìn)行推算，能夠得出，電動(dòng)機(jī)部位的放電數(shù)量是5.9nC/0.57=10.4nC，和實(shí)際進(jìn)行測(cè)量之后得出的數(shù)值9.8nC 之間出現(xiàn)的偏差是6%。

5 在GIS 內(nèi)使用對(duì)局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)方法的討論

在GIS 這項(xiàng)技術(shù)內(nèi)，使用對(duì)局部放電進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)，其中包含了下面的兩項(xiàng)內(nèi)容：第一個(gè)方法是使用超聲波進(jìn)行檢測(cè)，第二個(gè)方法是GIS 對(duì)局部放電進(jìn)行檢測(cè)。由于篇幅原因，本文不再詳細(xì)對(duì)其進(jìn)行贅述。

6 結(jié)語

（1）某一部分放電脈沖產(chǎn)生的電流，順著電機(jī)進(jìn)行供電的電纜進(jìn)行船舶的過程中，必然會(huì)出現(xiàn)衰減的問題，而其最終的程度大小，是由電纜的長度還有它的型號(hào)進(jìn)行決定的。對(duì)于衰減的指數(shù)，能夠經(jīng)過開展實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)其實(shí)施最后標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值的確定。

（2）長距離對(duì)某一部分放電進(jìn)行測(cè)量的這個(gè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)它的長度大小發(fā)揮決定性作用的，是電纜部分的構(gòu)造，另外就是電纜自身進(jìn)行絕緣的方法，在大多數(shù)情況下，衰減的指數(shù)在最后標(biāo)定的脈沖的電壓是1V/1μs，要超過30%。對(duì)于聚氯乙烯材質(zhì)的電纜而言，與之進(jìn)行對(duì)應(yīng)的長度應(yīng)該在1km 左右；對(duì)于XLPE 材質(zhì)的電纜而言，與之進(jìn)行對(duì)應(yīng)的長度應(yīng)該在1.5km 左右。

（3）長距離對(duì)某一部分放電進(jìn)行測(cè)量過程中，使用的HFCT 型號(hào)的傳感器，需要具備相對(duì)偏寬的頻響面積，在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，需要確保它的最大頻率不能小于30MHz。若是使用在電纜部位的芯線當(dāng)中，同時(shí)要注意，它的飽和電流，不能比需要進(jìn)行測(cè)量的線路的額定電流小。

從上文中能夠了解到，以容易發(fā)生燃燒還有爆炸等這類極度危險(xiǎn)的工作環(huán)境為前提，對(duì)高壓狀態(tài)下的電動(dòng)機(jī)實(shí)施某一部分放電，能夠經(jīng)過對(duì)其進(jìn)行電力能源供給的電纜，在地處遠(yuǎn)方相對(duì)安全的環(huán)境中，對(duì)開關(guān)柜的位置實(shí)施把控，依次開展在線監(jiān)測(cè)這項(xiàng)活動(dòng)。