檢測(cè)電氣設(shè)備局部放電的技術(shù)分析

摘?要：文章總結(jié)了當(dāng)前業(yè)內(nèi)主流的局部放電檢測(cè)方法，并就其技術(shù)優(yōu)劣勢(shì)進(jìn)行分析，旨在規(guī)范局部放電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，為推動(dòng)電氣設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新提供方案參考。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備;局部放電;檢測(cè)技術(shù)

一、?脈沖電流法

脈沖電流法是早期出現(xiàn)的，也是目前最常用的局放檢測(cè)技術(shù)，其檢測(cè)原理是通過收集脈沖電流強(qiáng)度判斷絕緣體放電量和相位信息，按檢驗(yàn)?zāi)Ｊ絼澐郑}沖電流法屬于定量性質(zhì)測(cè)量，技術(shù)應(yīng)用較為簡(jiǎn)便。脈沖電流法有兩種分頻測(cè)量方式，寬頻模式下檢測(cè)頻率為150～450k Hz，具有分辨率高、信息量全、信噪比低的優(yōu)點(diǎn);窄頻檢測(cè)法相對(duì)于寬頻檢測(cè)法具有更強(qiáng)的抗干擾性和靈敏度，但整體信息量較寬頻檢測(cè)有明顯差距，分辨率也更低，檢測(cè)頻率為5～100k Hz。脈沖測(cè)量法的整體優(yōu)勢(shì)在于直觀、便捷、高效，但缺乏抗干擾能力，受環(huán)境因素影響大，難以作為單一的局放檢測(cè)手段。

二、?特高頻檢測(cè)法

特高頻檢測(cè)法的檢驗(yàn)原理是對(duì)電力設(shè)備的電磁波進(jìn)行脈沖值修正，通過對(duì)電磁波輻射值的規(guī)律分析判定放電位置和絕緣體老化程度。特高頻檢測(cè)法的脈沖輻射值是寬頻脈沖的2-15倍，檢測(cè)頻率達(dá)到350～3000MHz，是對(duì)脈沖輻射檢測(cè)的一種補(bǔ)充形式，與脈沖檢測(cè)法相同的是，特高頻檢測(cè)法也分為寬頻和窄頻兩種檢測(cè)模式，具有更高的靈敏度和數(shù)據(jù)量，且抗電磁干擾能力得到顯著提升，能夠更快的對(duì)絕緣位置和局放情況進(jìn)行識(shí)別，一般用在精密電氣設(shè)備的固態(tài)檢測(cè)。特高頻檢測(cè)法也具有明顯的局限性，由于該技術(shù)對(duì)檢測(cè)環(huán)境的要求比較高，易受到特高頻電磁干擾的影響，且不能對(duì)絕緣設(shè)備的老化程度的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，所以在實(shí)際應(yīng)用過程中會(huì)受到一定限制。

三、?化學(xué)檢測(cè)法

化學(xué)檢測(cè)法是區(qū)別于脈沖檢測(cè)方法的一種較為傳統(tǒng)的檢測(cè)手段，在檢測(cè)思路上和傳統(tǒng)電離檢測(cè)手段有著明顯的不同。由于絕緣材料在老化斷裂時(shí)揮發(fā)出少量氣體，在放電作用下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生甲烷、氫氣、CO、CO2等物質(zhì)，化學(xué)檢測(cè)法就是通過收集局放情況下的空氣懸浮物和有害氣體從而判斷放電現(xiàn)象的發(fā)生。我國(guó)在20世紀(jì)60年代從蘇聯(lián)引進(jìn)該技術(shù)，目前色譜分析法已經(jīng)成為一種比較成熟的分離技術(shù)，其基本原理是當(dāng)混合物進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于不同的樣品運(yùn)動(dòng)速度存在差異，因此分配系數(shù)較小的物質(zhì)就會(huì)優(yōu)先流出設(shè)備，使相對(duì)分子質(zhì)量不同的物質(zhì)在混合物中被分離，進(jìn)而識(shí)別空氣中的特殊氣體濃度和類型，分析電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況。化學(xué)檢測(cè)法在8～1200k V的電氣設(shè)備中都能通用，主要應(yīng)用于大型電網(wǎng)的變電器和電氣設(shè)備，例如變壓器、電壓和電流識(shí)別器、大型電阻等設(shè)備的動(dòng)態(tài)運(yùn)行模式檢測(cè)和預(yù)警裝置，一旦空氣中變量氣體的濃度提升就會(huì)激活報(bào)警器和自動(dòng)斷電裝置，能夠相對(duì)客觀的反映電氣設(shè)備的放電情況和運(yùn)行壓力，并及時(shí)止損，避免危害的進(jìn)一步擴(kuò)散，達(dá)到SF6故障針對(duì)與排除的目的。除大型變電機(jī)構(gòu)外，該技術(shù)還可應(yīng)用于氣體質(zhì)量檢測(cè)管理等相關(guān)領(lǐng)域，化學(xué)檢測(cè)法相對(duì)于脈沖檢測(cè)法的最大優(yōu)勢(shì)在于能夠即時(shí)的、持續(xù)性的反饋電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況，不會(huì)受到電磁脈沖的干擾，自動(dòng)化水平高，在多數(shù)條件下能夠得到高效利用;但化學(xué)檢測(cè)法也存在著一定弊端，利于單純依靠氣體成分進(jìn)行技術(shù)分析不利于對(duì)絕緣體破裂的位置進(jìn)行判定，而且該技術(shù)只能在室內(nèi)應(yīng)用，受場(chǎng)地條件限制較大，不利于多方面進(jìn)行技術(shù)推廣。

四、?射頻檢測(cè)法

射頻檢測(cè)法的原理類似于超高頻局放檢測(cè)，通過對(duì)無線電電磁波信號(hào)進(jìn)行收集檢測(cè)，對(duì)被檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行電磁波信號(hào)的頻譜分析檢測(cè)。射頻檢測(cè)法的優(yōu)勢(shì)在于檢測(cè)過程不需要對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行停機(jī)斷電處理，不影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，檢測(cè)結(jié)果靈敏度高，能夠相對(duì)客觀的反映設(shè)備絕緣體的破損程度;劣勢(shì)在于射頻檢測(cè)對(duì)設(shè)備精度要求較高，極易受到電磁脈沖的干擾，缺乏基本的定位能力，受環(huán)境因素影響較大，只能用在精度要求較高的多點(diǎn)局放設(shè)備檢測(cè)管理中，整體技術(shù)應(yīng)用還有待開發(fā)。

五、?紅外成像法

紅外成像法早在19世紀(jì)初時(shí)就應(yīng)用在醫(yī)學(xué)和勘測(cè)領(lǐng)域，后人運(yùn)用局部放電時(shí)產(chǎn)生的高溫高熱現(xiàn)象作為勘測(cè)指標(biāo)，結(jié)合紅外成像法，對(duì)電氣設(shè)備的局部放電現(xiàn)象進(jìn)行綜合評(píng)估，達(dá)到檢測(cè)絕緣體破損和局部放電現(xiàn)象的目的。傳統(tǒng)紅外成像法需要在設(shè)備停止工作的狀態(tài)下對(duì)電纜和設(shè)備穩(wěn)定進(jìn)行識(shí)別，找到高溫區(qū)并進(jìn)行放電程度評(píng)估，隨著紅外技術(shù)的發(fā)展，近年來遠(yuǎn)紅外成像法技術(shù)在局放檢測(cè)中取得了新的突破，能夠在數(shù)米外對(duì)電氣設(shè)備的溫度狀況進(jìn)行整體分析和識(shí)別，可相對(duì)客觀的對(duì)高熱點(diǎn)進(jìn)行溫度分析，成像結(jié)果直觀明晰，成為局放檢測(cè)技術(shù)中受到廣泛關(guān)注、具有較高發(fā)展?jié)摿Φ臋z測(cè)技術(shù)。

六、?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，脈沖電流檢測(cè)法在當(dāng)前是通用性最廣，技術(shù)最為成熟可靠的一種局放檢測(cè)方式，但隨著電力設(shè)備復(fù)雜性的逐漸提升，業(yè)內(nèi)對(duì)于局放檢測(cè)普遍采用多元化的聯(lián)合檢測(cè)方法，以脈沖電流法為核心，結(jié)合化學(xué)和超聲波檢測(cè)法對(duì)其進(jìn)行技術(shù)上的補(bǔ)充，提升檢測(cè)結(jié)果的可靠性;盡管局放研究取得了一定進(jìn)展，但整體依然暴露出一些問題，例如，誤判、錯(cuò)判時(shí)有發(fā)生，檢測(cè)技術(shù)在特殊情況下存在局限性等。

參考文獻(xiàn)：

[1]李軍浩，韓旭濤，劉澤輝，等.電氣設(shè)備局部放電檢測(cè)技術(shù)述評(píng)[J].高電壓技術(shù)，2015，41（8）：2583-2601.

作者簡(jiǎn)介：馬雪原，男，河北保定人，研究方向：電氣工程。