探索在高壓用電檢查中局部放電檢測技術(shù)的應用

國網(wǎng)馬鞍山供電公司雨山供電服務中心 汪 蕾

1 引言

現(xiàn)階段，人們的生活水平獲得了增強，電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)模逐漸變大，服務質(zhì)量顯著提升。為有效實現(xiàn)社會生產(chǎn)以及實際生活的需要，電力產(chǎn)業(yè)構(gòu)建了大規(guī)模電網(wǎng)系統(tǒng)，這促使有關(guān)的檢測和管理要求也相應地提高，應借助更加有效的檢測方法完成檢測工作?；陔娏σ?guī)模持續(xù)擴大的同時，在電力產(chǎn)業(yè)管理過程中，電力電纜檢測是非常重要的工作，現(xiàn)階段有關(guān)技術(shù)的使用還有著局限性，應強化局部放電檢測技術(shù)的研究。

2 局部放電現(xiàn)象及其危害

在電網(wǎng)系統(tǒng)中常常使用交聯(lián)聚乙烯材料，由于其工藝特點與技術(shù)水平，在材料內(nèi)部常常形成氣泡。其極易引起成局部放電現(xiàn)象。電纜中的氣泡會引起擊穿場強差異。在通電時，會出現(xiàn)放電的情況。在電力系統(tǒng)運行中，此現(xiàn)象被放大，導致區(qū)域性放電。局部放電特點：出現(xiàn)于絕緣體內(nèi)部；會形成脈沖電流；出現(xiàn)局部電暈放電?；陔妶龅挠绊憳O易出現(xiàn)放電現(xiàn)象，這會引起絕緣局部短接，產(chǎn)生不同程度的破壞。結(jié)合有關(guān)研究得知，局部放電現(xiàn)象常常出現(xiàn)于導體邊緣等部位，尤其是氣隙部位。局部放電危害包括：導致設備絕緣性降低，產(chǎn)生老化問題，造成電能浪費。因為介質(zhì)的擊穿場強，能影響絕緣外皮，基于電壓作用，會產(chǎn)生非常顯著的破壞力，加快絕緣皮老化。在電能浪費上，局部放電導致電能損耗提高。所以要提高對局部放電的重視，因為存在著隱蔽性，研究其檢測技術(shù)尤為關(guān)鍵。電壓開關(guān)柜工作期間，局部放電在很大程度上能影響柜體，主要表現(xiàn)為：設備絕緣性不足，加快老化，設備中有著較大能耗。開關(guān)柜電壓較大，一些介質(zhì)擊穿場強較大，使用期間可能影響絕緣外皮，加劇設備損壞，使絕緣皮老化突出。局部放電還可能造成電能浪費，有礙于電力事業(yè)發(fā)展。

3 高壓用電檢查中局部放電檢測技術(shù)的運用探究

3.1 高壓開關(guān)柜局部放電檢測技術(shù)的運用

3.1.1 高壓開關(guān)柜的缺陷

雜物入侵以及絕緣問題均會對高壓開關(guān)柜運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，導致其內(nèi)部CT 絕緣擊穿或是瓷瓶套管爆炸等。常見故障原因如下。第一，爬距及空氣間隙較小。這是影響高壓開關(guān)柜絕緣效果的重要因素。針對手車柜來看，為了全面減小柜體尺寸，一般會借助縮減柜內(nèi)斷路器的手段完成，能夠隔離插頭相間，然而卻沒有運用科學的措施確保絕緣強度科學性。第二，生產(chǎn)安裝質(zhì)量不好，或是工藝運用不科學[1]。這二者均和高壓開關(guān)柜安全運行存在密切的關(guān)系，若是存在安裝問題，或者是工藝操作失誤，將影響開關(guān)柜耐壓水平，即使其中有些配件能夠滿足耐壓要求，然而卻無法保證開關(guān)柜耐壓性，高壓開關(guān)柜如圖1所示。第三，搭接位置接觸問題。若搭接部位存在接觸不良的情況，隨著接觸電阻的提升，將造成異常發(fā)熱問題，如果情況比較惡劣，會造成連接部位的設備受損，甚至可能會導致設備燒毀。

3.1.2 檢測技術(shù)

一是暫態(tài)地電壓檢測。就開關(guān)柜放電情況來講，在屏蔽連續(xù)時，不易獲取信號收集，絕緣部位與終端常常表現(xiàn)出不連續(xù)狀態(tài)。在形成高頻信號之后，通過傳輸裝置傳遞至外殼。開關(guān)柜工作時，會產(chǎn)生暫態(tài)的電壓信號，由電磁波傳遞至金屬鎧裝。由于長時間接地，電磁波能及時感應高頻電流，在此期間，結(jié)合電容耦合能及時檢測有關(guān)參數(shù)，比如幅值。二是超聲波檢測。開關(guān)柜運行期間，局部放電會伴隨電荷傳遞，所以局部放電的出現(xiàn)，會造成應力和粒子力失衡，促使振蕩發(fā)生變化。不但會造成介質(zhì)振動，還會出現(xiàn)聲波信號。實際檢測過程中，利用檢測設備檢測信號，能及時獲取信息，工作效率較高。在進行局部放電檢測時，結(jié)果受電氣影響較小。不僅如此，一定程度上振動及噪聲都會影響結(jié)果，三是特高頻檢測。在局部放電產(chǎn)生過程中，會形成特高頻電磁波信號。通過有關(guān)傳感器的使用，能夠?qū)τ嘘P(guān)信息開展全面收集與分析，比如相位，可以為判斷放電情況提供依據(jù)。系統(tǒng)中，開關(guān)柜是一種金屬封閉裝置，運行期間，信號通過縫隙傳出，把傳感器布設于孔隙位置，能全方位收集和研究特高頻信號，有著較高的靈敏度。

3.1.3 具體應用

在用戶供電系統(tǒng)中，高壓開關(guān)柜是關(guān)鍵設備，對電力穩(wěn)定安全性有著較高的要求，但是在長期運用過程中，其內(nèi)部絕緣部分卻極易產(chǎn)生老化問題，導致具體運用過程中易產(chǎn)生故障，不利于用戶的使用體驗，應第一時間開展局部放電檢測。比如實體KYN36A—12開關(guān)柜，在進行檢測過程中，可構(gòu)建局部放電模型，通過懸浮電極、絕緣空穴和金屬等構(gòu)成，將局部放電模型與開關(guān)柜試驗區(qū)開展外接線進行連接，保證開通額定電壓時400V 且高壓及頻率分別是150kV 及50Hz，對其實施常規(guī)檢測，對額定電壓以及高壓條件下局部放電特征進行分析，利用局部放電量及電源周期，對放電脈沖相位實際情況進行分析，從而了解高壓開關(guān)柜使用中安全性能情況以及內(nèi)部絕緣效果[2]。

3.2 電力電纜局部放電檢測技術(shù)的運用

3.2.1 檢測的重要性

一是第一時間找出安全隱患?；陔娎|局部來看，放電現(xiàn)象會形成比較強的脈沖電流，同時產(chǎn)生較大的放電現(xiàn)象，這將不利于電網(wǎng)系統(tǒng)順利運行，可能會引起電纜破損，導致絕緣性能下降，甚至可能會引發(fā)火災等事故。由此，對電力電纜開展局部放電檢測，能夠第一時間找出電纜本身和安裝過程中產(chǎn)生的質(zhì)量問題，可利用科學的方式開展處理，從而防止安全風險的發(fā)生。另外，現(xiàn)階段電力系統(tǒng)中主要使用的是星形接地系統(tǒng)，在出現(xiàn)諧振的過程中，絕緣電力電纜極易出現(xiàn)接地故障。開展局部放電檢測工作，可以第一時間找出故障形成的原因，同時開展有效處理，全面確保電網(wǎng)安全。

二是增強產(chǎn)業(yè)管理水平?，F(xiàn)階段，電網(wǎng)建設規(guī)模逐漸變大，電網(wǎng)建設過程中，電纜和安裝質(zhì)量都是關(guān)鍵的影響因素。然而一些施工單位想要提高利潤，常常會借助質(zhì)量不合格的材料，因為材料和工藝的影響，在一定程度上增加了局部放電可能性，對整個電網(wǎng)運行造成了嚴重影響，這會提高后續(xù)管理工作的壓力。對電網(wǎng)局部開展漏電檢測，能夠精準地分析電網(wǎng)材料以及實際工藝水平，第一時間找出違規(guī)現(xiàn)象，運用科學的措施來處理，促進電網(wǎng)系統(tǒng)有效運行，為其提供良好的保障。

三是實現(xiàn)和檢修工作的配合。電力電網(wǎng)系統(tǒng)實際運行中，維護檢修工作至關(guān)重要。電力電纜和有關(guān)設備長期使用中極易產(chǎn)生故障問題。基于局部放電檢測技術(shù)的運用，不但能及時找出隱患，還能對電纜和電力設備的影響因子開展全面檢查。對此，在電力電纜系統(tǒng)維修過程中，局部放電檢測是關(guān)鍵的工作，有助于推動電纜穩(wěn)定運行，全面控制損失，具有較大的現(xiàn)實意義[3]。

3.2.2 具體應用

針對局部放電檢測技術(shù)而言，電力電纜實際運用過程中，通常是讓其在絕緣條件下開展全面檢測，現(xiàn)階段，電力電纜被廣泛運用于我國各個領(lǐng)域中，給人們的實際生活帶來了諸多便利，在大量應用的過程中，對電力電纜性能的要求越來越高。在電力電纜檢測工作中，引入局部放電檢測技術(shù)，一般會采取局部放電定位法，但是現(xiàn)階段采取的定位方法主要為時域反射法，使用的定位工具為脈沖檢測設施，將該設施安裝在電纜的一端，利用脈沖進行識別定位。然后通過局部放電檢測過程中電纜局部放射脈沖的寬度及上升時間等因素，對電力電纜的功能進行科學評判，所需使用的工具包括變電站等高級電力設施，在這之中，電纜檢測高頻電流傳感器起著關(guān)鍵性的作用，可通過相關(guān)儀器對局部放電進行全面的演示。另外，對現(xiàn)存電力電纜開展局部放電檢測，主要是為了防止安全問題的出現(xiàn)，這是非常關(guān)鍵的電力檢測步驟，應開展變電站的巡檢，結(jié)合放電信號開展有效的評判，全面確保電纜的安全性能。

3.3 高壓電氣設備局部放電檢測技術(shù)的運用

3.3.1 檢測技術(shù)

一是特高頻檢測法。在局部放電檢測中引入特高頻檢測法，主要是對電力設施的電磁波脈沖值開展分析，以此有效判斷其放電部位，并對絕緣系統(tǒng)實效性開展分析。對于高頻檢測法而言，其運用中涉及的脈沖輻射值非常高，在某種層面來看，該方法對脈沖輻射檢測進行了優(yōu)化。特高頻檢測法主要涉及兩種模式，依次是寬頻和窄頻，其數(shù)據(jù)量和靈敏度均非常高，具有較強的抗干擾能力，能夠第一時間識別絕緣部位，該方法一般被運用在精密性相對良好的電氣設施固態(tài)檢測工作中。但同時該方法也有一定的弊端，特高頻檢測技術(shù)僅能運用在特定環(huán)境的檢測工作中，易被高頻電磁影響，不能對絕緣設備老化情況進行科學分析，由此，實際運用過程中常常存在局限性，不能有效發(fā)揮該項技術(shù)的實效性。

二是脈沖電流法。其產(chǎn)生時間比較早，是比較常見的局部放電檢測技術(shù)，該方法的原理是通過對脈沖電流的分析，對絕緣體相位等開展有效判斷。比如體驗模式下開展脈沖電流法的分類，能夠?qū)崿F(xiàn)定量性質(zhì)測量，有著很強的操作性。在脈沖電流法中，寬頻和窄頻檢測法有著普遍的運用。其優(yōu)勢在于有著較強的便捷性，具有直觀的效果，檢測效率比較高，其不足之處是抗干擾能力不好，容易被外部因素所影響，不能獨立開展局部放電檢測。

三是射頻檢測法。采集電磁波信號，研究檢測信號頻譜。關(guān)鍵優(yōu)勢在于開展檢測時，無須對設備開展斷電操作，也就是設備處于正常工作狀態(tài)時，通過射頻檢測法能夠?qū)ζ溟_展檢測。該方法有著較好的靈敏度，能夠有效反映破損程度。該方法不足之處是需要設備有著較高精度，且容易被外界干擾，適用于多點局部放電裝置的運行中，其他運用還有待深入開發(fā)[4]。

3.3.2 具體應用

對于大部分高壓電氣設備而言，實際進行應用時，常常會產(chǎn)生斷電及異常放電等問題，利用局部放電檢測技術(shù)開展監(jiān)測工作時，可借助動態(tài)監(jiān)測方式，對高壓電氣設備產(chǎn)生的局部放電量及放電電流等數(shù)值進行監(jiān)測，以此對電氣設備的性能開展科學判斷，全面了解電氣內(nèi)部絕緣情況。基于高壓電氣設備中引入局部放電檢測技術(shù)，主要是通過耦合電容開展高頻脈沖信號的耦合，同時獲取耦合中獨立相連信號，在這一過程中應用的耦合通常都與繞組的母線連接在一起，開展信號之間的傳遞及轉(zhuǎn)換。對于耦合電容連接的設備，一般會呈現(xiàn)在檢測主機上，對檢測獲取的全信號子項目開展全面分析，結(jié)合檢測主機呈現(xiàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)及變化趨勢，對高壓電氣設施內(nèi)部絕緣情況開展有效判斷，同時開展后續(xù)報警裝置的安裝，保證設備的報警系數(shù)的準確性，增強其在實際運用過程中的安全可靠性。

4 結(jié)語

在進行高壓用電檢查時，引入局部放電檢測技術(shù)，應注重高壓脈沖信號，這是局部放電檢測的關(guān)鍵內(nèi)容。伴隨信息技術(shù)的進步，電信號進行處理后，會變成更為直觀的數(shù)據(jù)，有利于人們更好地分析，可以在一定程度上降低設備性能分析的難度。在這一過程中，局部放電技術(shù)涉及的技術(shù)類型比較多，對高壓用電項目的作用也存在區(qū)別，有關(guān)工作者在進行檢測工作時，應結(jié)合實際需要來選取，保證全面發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢作用，同時還應持續(xù)開展技術(shù)創(chuàng)新，從而推動高壓電氣相關(guān)工作的順利實施。