帶電檢測技術(shù)在變電運(yùn)維中的應(yīng)用

胡志京，王煒波，曹志杰

（國網(wǎng)浙江省電力有限公司仙居縣供電公司，浙江 仙居 317300）

0 引 言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)電能的需求量越來越大，高負(fù)荷的電網(wǎng)很容易引發(fā)安全事故。傳統(tǒng)的電力設(shè)備維護(hù)方式已不能很好地滿足新時(shí)期發(fā)展的需要，造成了電網(wǎng)的低效運(yùn)行。目前，在變電運(yùn)維中，將帶電檢測技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際工作，可以對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，還可以對(duì)電力設(shè)備中存在的安全隱患和故障進(jìn)行精準(zhǔn)定位，從而降低安全事故發(fā)生的概率，為變電運(yùn)維帶來便利。

1 變電運(yùn)維中的重要性及帶電檢測技術(shù)優(yōu)勢

1.1 變電運(yùn)維的重要性

電力系統(tǒng)涵蓋發(fā)電、輸電和變電等環(huán)節(jié)，始于發(fā)電廠，通過廣泛布設(shè)的輸電線路傳遞至變電站，最終分配到居民和工業(yè)用戶。

簡而言之，變電維修涉及對(duì)變電設(shè)備的操作和維護(hù)，通常包括變電運(yùn)維操作站和變電運(yùn)維隊(duì)。運(yùn)維操作站負(fù)責(zé)電廠電力運(yùn)行的管理，即使在人員較少的情況下也能深入監(jiān)管電廠運(yùn)行。而運(yùn)維隊(duì)則分為操作隊(duì)和巡檢隊(duì)，前者負(fù)責(zé)基站的維修，后者負(fù)責(zé)定期巡視。變電運(yùn)維是電網(wǎng)公司檢修工作的一部分，技術(shù)人員應(yīng)關(guān)注變電日常運(yùn)行，強(qiáng)化檢修工作，以防止變電設(shè)備運(yùn)行安全問題，確保電力供應(yīng)質(zhì)量[1]。

1.2 帶電檢測技術(shù)在變電運(yùn)維中的優(yōu)勢

在變電運(yùn)維過程中，電力行業(yè)的技術(shù)人員可以通過使用帶電檢測技術(shù)，快速發(fā)現(xiàn)一些肉眼無法觀察到的問題，還可以及時(shí)對(duì)存在的安全隱患進(jìn)行排查，從而有效預(yù)防安全事故的發(fā)生。如果技術(shù)人員在檢測過程中發(fā)現(xiàn)了問題，就可以立即使用帶電檢測技術(shù)來對(duì)其進(jìn)行處理，從而在很大程度上消除掉可能存在的安全隱患，避免了安全問題的發(fā)生。

帶電檢測技術(shù)還有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)，那就是在檢測的時(shí)候，技術(shù)人員無須切斷電源，這樣就可以最大限度地減少對(duì)周圍用戶的影響，而且操作起來很簡單，也很安全。同時(shí)，帶電檢測技術(shù)還能夠有效提高技術(shù)人員的工作效率，因?yàn)榧夹g(shù)人員在日常巡視工作時(shí)可以直接利用帶電檢測技術(shù)對(duì)變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，有效避免煩瑣復(fù)雜的檢測步驟。

2 變電運(yùn)維帶電檢測技術(shù)的類型

隨著我國科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，電力企業(yè)在每一個(gè)環(huán)節(jié)都使用了各種檢測技術(shù)，這可以充分地保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為人們的正常有序生活提供可靠的保障。在變電運(yùn)維的不同環(huán)節(jié)采用不同的帶電檢測技術(shù)，既可以對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)督，又可以給電力維修提供方便，降低電力運(yùn)維成本。

2.1 紅外線檢測技術(shù)

紅外線檢測技術(shù)能夠根據(jù)溫度的變化來判斷設(shè)備的發(fā)熱狀況及運(yùn)行狀況。利用紅外線檢測技術(shù)對(duì)變壓器附件進(jìn)行探測時(shí)會(huì)遇到很大的障礙，并且容易受到干擾。一旦受到干擾，就會(huì)引起電網(wǎng)的斷流，從而造成電網(wǎng)的嚴(yán)重故障。因此，在采用紅外線檢測技術(shù)之前，必須對(duì)電網(wǎng)的整體運(yùn)行情況做一個(gè)全面的分析。合理運(yùn)用紅外線檢測技術(shù)，通過與溫度的對(duì)比，可以對(duì)可能存在的問題進(jìn)行分析，最大限度地減少損失，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行[2]。

2.2 脈沖電流檢測技術(shù)

脈沖電流檢測技術(shù)是一種應(yīng)用廣泛的帶電探測方法，主要通過周期性的方式來探測變壓器局部電流的運(yùn)行狀況，以及在直流環(huán)境下的局部放電。電力維護(hù)技術(shù)人員運(yùn)用此項(xiàng)技術(shù)時(shí)，要將自己所積累的維修經(jīng)驗(yàn)與先進(jìn)的帶電檢測技術(shù)結(jié)合起來，對(duì)脈沖電流法進(jìn)行合理運(yùn)用，將脈沖電流技術(shù)在電力設(shè)備檢測過程中所具有的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，以此來提高帶電檢測技術(shù)整體上的工作質(zhì)量和效率。

2.3 無線電干擾檢測技術(shù)

在變電運(yùn)維中，無線電干擾檢測技術(shù)主要用于識(shí)別和應(yīng)對(duì)與電力系統(tǒng)正常運(yùn)行產(chǎn)生沖突的無線電頻譜干擾。這種技術(shù)通過監(jiān)測電磁環(huán)境中的無線信號(hào)，檢測可能影響電力系統(tǒng)通信和控制設(shè)備的干擾源。通過采用先進(jìn)的頻譜分析和信號(hào)處理技術(shù)，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)能夠及時(shí)定位與診斷無線電干擾，從而采取有效的干預(yù)措施，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和通信可靠性。一般情況下，電暈中的放電過程中會(huì)產(chǎn)生一種電磁波，在伏特計(jì)的測量過程中，可以采用射頻法對(duì)該電磁波進(jìn)行干擾。因此，技術(shù)人員可以在對(duì)電氣設(shè)備局部放電進(jìn)行檢測時(shí)利用此特點(diǎn)，提高檢測的準(zhǔn)確性、科學(xué)性以及有效性。

2.4 超高頻局部放電檢測技術(shù)

在電力系統(tǒng)的運(yùn)營過程中，超高頻局部放電檢測技術(shù)發(fā)揮著重要的作用。該技術(shù)可以檢測電力設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的噪聲和局部放電脈沖，并根據(jù)設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的噪聲強(qiáng)度來判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在變電運(yùn)維工作中，運(yùn)用超高頻局部放電檢測技術(shù)，可以讓運(yùn)維人員以局部脈沖的頻率為依據(jù)，對(duì)變電設(shè)備的運(yùn)行狀況有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而減輕電力設(shè)備運(yùn)行中的噪聲問題，提升電力運(yùn)維的質(zhì)量[3]。

2.5 介質(zhì)損耗檢測技術(shù)

在電網(wǎng)中，由于局部放電引起的電能損耗會(huì)給絕緣材料帶來不同程度的損傷。隨著電能的消耗，其損傷也會(huì)越來越大。電力公司必須重視對(duì)放電功率的測量，而介質(zhì)損耗檢測技術(shù)可以根據(jù)絕緣結(jié)構(gòu)中氣隙數(shù)目隨著電壓的變化來檢測出放電功率[4]。

2.6 油中溶解氣體檢測技術(shù)

2.6.1 離線檢測技術(shù)

紅外光譜法、光聲光譜法以及氣相色譜法是最常用的離線檢測方法。其中，紅外光譜法是基于不同材料對(duì)紅外光的選擇性吸收而實(shí)現(xiàn)的一種檢測方法，無須氣體分離，具有檢測時(shí)間短、效率高的特點(diǎn)。光聲光譜法是基于光聲效應(yīng)，即氣體分子在吸收能量后，被激發(fā)到高能狀態(tài)，當(dāng)處于高能狀態(tài)的分子轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)時(shí)，會(huì)釋放出一定的熱量，使溫度升高，從而形成壓力波。氣相色譜法的基本原理是混合氣體中的各物質(zhì)在兩相分配系統(tǒng)中存在著分配差異，當(dāng)溶質(zhì)在兩相中進(jìn)行相對(duì)性移動(dòng)時(shí)，具有不同分配系數(shù)的物質(zhì)在色譜柱中的移動(dòng)速度也有差異，從而將它們相互分離開。

2.6.2 在線檢測技術(shù)

由于傳統(tǒng)的離線測試方法不能快速地發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)的故障，需要對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行在線測試。在線檢測技術(shù)對(duì)測試設(shè)備有很高的要求，需要確保測試設(shè)備具有很高的安全性和可靠性。為了能夠迅速地發(fā)現(xiàn)變壓器中的故障氣體，必須將其安裝在與流體油面相鄰的地方。

2.7 避雷器帶電檢測技術(shù)

避雷器帶電檢測技術(shù)主要應(yīng)用在無間隙的金屬氧化物避雷器上，通過檢測電流、電阻等來了解避雷器的工作狀態(tài)。在這種情況下，泄漏電流的數(shù)值可以準(zhǔn)確反映出避雷器的絕緣狀況。在避雷器帶電檢測技術(shù)中，存在很多干擾因素，目前大多數(shù)情況都是采用補(bǔ)償?shù)姆椒▉韺?duì)阻性泄漏電流進(jìn)行測量，從而將外界的干擾降到最低，得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并做出科學(xué)的判斷。

2.8 暫態(tài)地電壓檢測技術(shù)

電力系統(tǒng)中的局部放電是一種特殊的電磁現(xiàn)象，當(dāng)電磁現(xiàn)象經(jīng)過探測裝置傳輸?shù)降孛婧螅瑢?huì)引起一系列的瞬態(tài)電壓脈沖。在此過程中，局部放電所產(chǎn)生的電磁波首先通過金屬體傳播，而大多數(shù)的電磁波將被金屬體阻擋，從而形成了一個(gè)電壓，即暫態(tài)接地電壓。

使用暫態(tài)地電壓檢測技術(shù)必須要有專門的檢測設(shè)備，檢測的部位主要有開關(guān)柜、配電網(wǎng)等。不管是暫態(tài)地電壓還是局部放電的程度，都與電磁波傳播有著直接的關(guān)系，尤其是與放電位置、衰減程度有很大的關(guān)系。放電位置之間的距離越短，暫態(tài)地電壓傳感器所得到的電壓數(shù)值就越高[5]。

3 變電運(yùn)維帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用策略

3.1 定期進(jìn)行變電運(yùn)維帶電檢測

隨著人們生活水平的不斷提升，電力系統(tǒng)的運(yùn)行壓力也隨之增加。變電站中任何設(shè)備的損壞都會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生直接的影響，給人們的生活帶來不良影響。因此，電力企業(yè)必須以電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況為依據(jù)，進(jìn)行定期的變電運(yùn)維帶電檢測，對(duì)電力設(shè)備展開全面且徹底的分析與檢測，確保電力設(shè)備的有效運(yùn)行。

對(duì)于檢測過程中出現(xiàn)的問題，要對(duì)其進(jìn)行及時(shí)分析，并采用科學(xué)的方法來解決，同時(shí)要將每次出現(xiàn)的問題都進(jìn)行登記，以便能夠及時(shí)查閱，為后期的維護(hù)提供科學(xué)的依據(jù)[6]。

3.2 合理選擇帶電檢測技術(shù)

傳統(tǒng)的變電運(yùn)維方法是通過制定固定的工作計(jì)劃來對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，這樣的檢查方法存在一些缺陷，不能滿足新時(shí)期的發(fā)展需求，同時(shí)會(huì)對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行帶來安全隱患。在這個(gè)階段，能夠根據(jù)實(shí)際情況選擇和應(yīng)用適合的帶電檢測技術(shù)，在不停電的條件下對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行狀況展開全面的分析，并以檢測結(jié)果為依據(jù)，制定出一套科學(xué)而有效的維修方案，從而在提升工作效率的同時(shí)，滿足人們的用電需求。

4 帶電檢測技術(shù)在變電運(yùn)維中的實(shí)際應(yīng)用

4.1 對(duì)設(shè)備進(jìn)行跟蹤檢測

某500 kV變電所于2015年進(jìn)行了變壓器設(shè)備的改造，在改造完成后，檢測員按照有關(guān)規(guī)范和技術(shù)要求，采用帶電檢測技術(shù)追蹤設(shè)備的運(yùn)行狀況。經(jīng)檢測后，發(fā)現(xiàn)在主變的油罐中存在著一種溶氣現(xiàn)象，從而造成了檢測結(jié)果的不正常。

為保證變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)分別在變壓器投入使用后的1 d、7 d、30 d進(jìn)行檢查，深入分析變壓器內(nèi)的氣體溶解問題。根據(jù)對(duì)運(yùn)行檢測數(shù)據(jù)的分析，2號(hào)變壓器在投入使用1 d后的檢測時(shí)存在數(shù)據(jù)異常，但其運(yùn)行狀況良好，后期應(yīng)予以重視。

4.2 進(jìn)行變壓器鐵芯接地檢測

在利用變壓器鐵芯接地電路檢測進(jìn)行局部放電檢測工作時(shí)，必須采用帶電檢測技術(shù)來控制整個(gè)檢測過程，如此才能將測量結(jié)果的誤差控制在一個(gè)合理范圍內(nèi)，為檢修人員提供便利。在鐵芯接地電路檢測中，檢測人員應(yīng)做好檢測前的準(zhǔn)備工作，事先準(zhǔn)備好檢測所需的設(shè)備，并保證檢測設(shè)備的正常工作。

檢測人員能夠?qū)Ω鞣N帶電檢測技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用，在保證檢測正確性的前提下，在實(shí)際檢測過程中快速、準(zhǔn)確地定位故障，并及時(shí)給出解決方案。為了判斷出主變故障的具體原因，變電運(yùn)行人員必須在故障發(fā)生之前和之后分別對(duì)其進(jìn)行檢測與分析。

利用局部放電探測技術(shù)，對(duì)鐵芯進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能及時(shí)掌握鐵芯的局部參數(shù)變化情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)放電體的實(shí)時(shí)監(jiān)控。經(jīng)檢測，鐵芯對(duì)地電壓為223 V的情況下，變壓器超聲波檢測信號(hào)逐漸增強(qiáng)，此現(xiàn)象表明，故障發(fā)生在鐵芯夾件中。由于絕緣保護(hù)不符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，施工人員在安裝鐵芯夾件時(shí)沒有對(duì)槽中的間距進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而產(chǎn)生了積碳，最后產(chǎn)生了局部放電。

5 結(jié) 論

總之，將帶電檢測技術(shù)運(yùn)用到變電站的運(yùn)營中可以有效保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，推動(dòng)電網(wǎng)的健康發(fā)展。因此，變電運(yùn)維人員要針對(duì)所檢測出的故障點(diǎn)，及時(shí)對(duì)問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，并采取積極有效的對(duì)策，從而提升變電設(shè)備的工作效率，最大限度地保證人們的正常生活。