變電設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用探討

王音音,洪衛(wèi)華

（銅陵供電公司，安徽銅陵　244000）

變電設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用探討

王音音,洪衛(wèi)華

（銅陵供電公司，安徽銅陵244000）

摘要：結(jié)合一些帶電檢測(cè)發(fā)現(xiàn)缺陷的案例，對(duì)變電設(shè)備的多種不同的帶電檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用情況進(jìn)行了較全面的總結(jié)分析，指出了帶電檢測(cè)技術(shù)及其實(shí)際應(yīng)用中仍存在的一些問題和不足，并據(jù)此提出相應(yīng)的對(duì)策和建議，為帶電檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供參考.

關(guān)鍵詞：變電設(shè)備帶電檢測(cè)應(yīng)用缺陷案例

變電設(shè)備的帶電檢測(cè)技術(shù)由于能夠適應(yīng)狀態(tài)檢修的形式發(fā)展而得到廣泛應(yīng)用.經(jīng)過多年的發(fā)展和積累，國外已經(jīng)形成了相對(duì)成熟的輸變電設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)，在國內(nèi)，帶電檢測(cè)技術(shù)在近十幾年來實(shí)現(xiàn)了迅猛的進(jìn)步，同時(shí)，借助狀態(tài)檢修管理理念的深入推廣，帶電檢測(cè)技術(shù)得到了更多的重視和發(fā)

展.目前，在電力系統(tǒng)中比較常見的有氧化鋅避雷器的泄漏電流檢測(cè)、變壓器的鐵芯接地電流檢測(cè)、油色譜分析、G I S及S F6斷路器、流變的氣體檢測(cè)、紅外測(cè)溫、紫外測(cè)溫等.下面我們將結(jié)合一些設(shè)備缺陷進(jìn)行探討：

1　不同帶電檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用

表1　變壓器油中溶解氣體的色譜分析數(shù)據(jù)（單位：μL/L）

變電設(shè)備的種類較為繁多，不同種類的設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)和方法各異，檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備的先進(jìn)性和推廣程度也各不相同.

1.1油中溶解氣體分析

油中溶解氣體分析（dissolved gases analysis，DG A）是診斷充油設(shè)備潛伏性故障的有效方法.目前，主要采用氣相色譜法對(duì)油中溶解氣體組分含量進(jìn)行分析，通過脫氣將溶解氣體從油中定量地脫出，實(shí)現(xiàn)H2、C O、C O2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2等7種組分的全分析.表1為總烴異常的變壓器潛伏性故障數(shù)據(jù)，從表中數(shù)據(jù)經(jīng)過故障類型判斷和熱點(diǎn)溫度估算可以推斷該變壓器有較為嚴(yán)重的鐵芯過熱缺陷.

1.2變壓器鐵芯接地電流測(cè)試

目前，國內(nèi)外都把鐵芯接地電流作為診斷大型變壓器鐵芯短路故障的特征量.現(xiàn)場(chǎng)通常利用電測(cè)法進(jìn)行測(cè)量，在不改變?cè)O(shè)備接線的情況下，將信號(hào)取樣點(diǎn)選擇在變壓器鐵芯接地引出線處，使用特制的線圈制作的高靈敏度傳感器，在線監(jiān)測(cè)則主要利用穿心電流傳感器取樣測(cè)量.下表為表1中色譜檢測(cè)的變壓器對(duì)應(yīng)的鐵芯接地電流的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，判斷鐵芯和夾件之間絕緣可能存在薄弱部分形成環(huán)流通路造成鐵芯的磁路故障.經(jīng)解體，如圖1，在變壓器高壓側(cè)B相線圈外側(cè)下方的下夾件和下鐵軛之間發(fā)現(xiàn)一枚平墊片，為掉落金屬異物造成的變壓器磁路故障.

表2　變壓器鐵芯接地電流的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖1　平墊片位置圖示

1.3局部放電檢測(cè)

局部放電對(duì)電氣設(shè)備的絕緣會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，危害設(shè)備的安全運(yùn)行.目前電力系統(tǒng)的局部放電檢測(cè)主要應(yīng)用于變壓器、互感器、G I S和開關(guān)柜.脈沖電流法是目前國際電工委員會(huì)推薦進(jìn)行局部放電測(cè)試的一種通用方法，變壓器、互感器現(xiàn)場(chǎng)局放通常采用這種方法.G I S和開關(guān)柜局放應(yīng)用較多的是超聲波法、超高頻（UHF）法.

1.4電容量及介損檢測(cè)

電容量及介損檢測(cè)主要應(yīng)用于高壓套管、電流互感器、耦合電容器、電容式電壓互感器等電容型設(shè)備.介損帶電測(cè)試儀可以測(cè)量電容型設(shè)備的泄漏電流、介損值、電容量，檢測(cè)電容量一般采用零磁通傳感器得到泄漏電流，電容量通過泄漏電流和采集的母線電壓換算而得，測(cè)量介質(zhì)損耗則通常采用相對(duì)比較法分析技術(shù)，使用頻譜分析的方法得到電壓和電流的基波，通過相位比較得到介損值.相對(duì)比較法適用于有末屏或電容低壓端引出的電容型設(shè)備.

1.5紅外測(cè)試

紅外測(cè)試主要用來檢測(cè)電器設(shè)備的熱故障點(diǎn)，這種發(fā)熱一般是由介電損耗或電阻損耗所引起，如避雷器、電容器本體發(fā)熱及引線接頭、刀閘觸頭發(fā)熱.它幾乎可以測(cè)量表面發(fā)出紅外輻射不受阻擋的任何設(shè)備，但也有一定的局限性，如對(duì)于設(shè)備內(nèi)部的某些故障，或者故障發(fā)熱功率較小，故障部位距離設(shè)備表面較遠(yuǎn)以及一些大型結(jié)構(gòu)較復(fù)雜設(shè)備存在的拍攝死角等.下圖2為某一避雷器危急缺陷的紅外圖片.發(fā)熱點(diǎn)最高溫度31.5℃，正常相溫度22.4℃，環(huán)境溫度22℃）

1.6紫外線成像法

圖2　避雷器危急缺陷紅外圖片

紫外線成像法主要用于檢測(cè)設(shè)備表面由于局部放電而形成的碳化通道和電蝕損，檢測(cè)導(dǎo)線外傷、高壓設(shè)備的污染程度及絕緣缺陷檢測(cè)等.檢測(cè)光子數(shù)量受到檢測(cè)距離、增益、氣壓、溫度等因素的影響使得該技術(shù)應(yīng)用具有局限性.

1.7避雷器帶電測(cè)試

避雷器帶電測(cè)試主要應(yīng)用對(duì)象是無間隙金屬氧化物避雷器，通過測(cè)試運(yùn)行全電流、阻性電流及阻抗角等反應(yīng)避雷器運(yùn)行狀況.總泄漏電流值的大小能反映避雷器的絕緣狀況，而阻性泄漏電流值則更能反映絕緣性能的優(yōu)劣.避雷器帶電測(cè)試過程中，現(xiàn)場(chǎng)的各種干擾較多，目前應(yīng)用較多的測(cè)試方法是補(bǔ)償法測(cè)量阻性泄漏電流，該檢測(cè)方法能夠較好地消除現(xiàn)場(chǎng)的干擾，得到較為準(zhǔn)確的試驗(yàn)數(shù)據(jù).表3為上述紅外異常的避雷器阻性電流檢測(cè)數(shù)據(jù)，判斷該避雷器內(nèi)部受潮，對(duì)該避雷器進(jìn)行停電解體，該避雷器內(nèi)部閥片已嚴(yán)重受潮，如圖3.

表3　某主變110kV側(cè)氧化鋅避雷器帶電測(cè)試數(shù)據(jù)

圖3　該避雷器解體后的內(nèi)部放電痕跡

1.8 SF6濕度測(cè)試

在電力系統(tǒng)中，由于S F6氣體主要充當(dāng)絕緣和滅弧介質(zhì)，在電弧及局部放電、高溫等因素影響下，S F6氣體會(huì)分解，而其分解產(chǎn)物遇到水分后會(huì)產(chǎn)生一些劇毒物質(zhì)，對(duì)絕緣性能也有很大影響，因此必須嚴(yán)格控制S F6氣體的含水量.目前，通常采用的是露點(diǎn)法進(jìn)行測(cè)量，對(duì)設(shè)備內(nèi)的氣體進(jìn)行制冷，測(cè)出氣體中水分冷凝飽和時(shí)的溫度作為檢測(cè)露點(diǎn)，再通過露點(diǎn)值換算出S F6氣體中水分含量.現(xiàn)場(chǎng)普遍采用攜帶方便、操作簡單的精密露點(diǎn)儀檢測(cè)S F6設(shè)備氣體中水分含量.

1.9 SF6分解產(chǎn)物測(cè)試

正常運(yùn)行的S F6氣體電氣設(shè)備非開斷氣室中一般沒有分解產(chǎn)物，但當(dāng)S F6電氣設(shè)備存在故障時(shí)，則會(huì)因較強(qiáng)的局部放電及異常高溫產(chǎn)生大量的分解產(chǎn)物.S F6分解產(chǎn)物有多種形式，最終分解產(chǎn)物有S O2、S O F2、H2S、HF.電化學(xué)分析法近年來應(yīng)用較多，它通過傳感器將氣體濃度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，將模擬量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，由微處理器作分析，最終顯示結(jié)果，檢測(cè)儀器通常體積較小，檢測(cè)速度也較快，適合于現(xiàn)場(chǎng)工作.

1.10 SF6激光檢漏測(cè)試

S F6激光檢漏是近年來新興的檢測(cè)技術(shù)，對(duì)于S F6漏氣點(diǎn)的查找效果明顯.通過可調(diào)光學(xué)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，激光可以在制定的某個(gè)檢測(cè)位置建立理想的立體紅外輻射場(chǎng)，從設(shè)備中泄露出來的S F6氣體分子流向外擴(kuò)散，該S F6分子流將對(duì)覆蓋在這個(gè)區(qū)域的立體紅外輻射場(chǎng)激光產(chǎn)生較強(qiáng)的光子吸收.由于光學(xué)吸收，就可以通過高靈敏度顯微光電接收器尋找泄露處存在的氣流擾動(dòng)現(xiàn)象.該檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用局限性在于，查找時(shí)圖像分辨率相對(duì)較低，有模糊感，檢測(cè)過程中極易造成視覺疲勞.圖4為激光檢漏儀檢測(cè)到一500k V斷路器機(jī)構(gòu)箱內(nèi)S F6氣體泄漏的視頻截圖，該泄漏點(diǎn)在通往壓力表的“T”型接頭處，圖5為相應(yīng)的泄漏點(diǎn)圖示.

圖4　 SF6氣體泄漏的視頻截圖

圖5　 SF6氣體泄漏點(diǎn)圖示

2　帶電檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用存在的問題

（1）較高端的帶電檢測(cè)儀器性價(jià)比、普及率較低.帶電測(cè)試更因其明顯的便捷性應(yīng)用越來越多，但較高端的帶電技術(shù)往往儀器成本較高，在電網(wǎng)中的普及率較低，如紫外成像檢測(cè)儀，S F6激光檢漏儀，變壓器、互感器局放等，部分核心部件來源于進(jìn)口，整體價(jià)位偏高.另外，部分設(shè)備在應(yīng)用時(shí)存在一些實(shí)用性不足的特點(diǎn)，如某型號(hào)S F6激光檢漏儀在檢測(cè)G I S設(shè)備時(shí)，存在觀測(cè)死角，在罐體上使用時(shí)，三腳架支撐困難.

（2）部分測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)則不完善.如開關(guān)柜局放測(cè)試、暫態(tài)地電位測(cè)試等測(cè)試項(xiàng)目，目前仍以廠家提供的經(jīng)驗(yàn)性數(shù)值為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，沒有具體的針對(duì)性導(dǎo)則，測(cè)試靈活性較大.

（3）帶電檢測(cè)儀器的維護(hù)管理工作有待完善.大部分帶電檢測(cè)儀器都相對(duì)較精密，價(jià)格也較高，很多是使用電池的，有些儀器極容易出現(xiàn)因操作不當(dāng)或是維護(hù)不周造成的儀器性能明顯下降.對(duì)于使用電池的儀器，在沒有工作又長時(shí)間未充電時(shí)，電池性能往往會(huì)下降較快，儀器的正常使用、待機(jī)時(shí)間縮短.

（4）測(cè)試數(shù)據(jù)整合型、系統(tǒng)性較差.目前，帶電測(cè)試卻仍然分散為各個(gè)測(cè)試項(xiàng)目的登記、匯總，由班組或工區(qū)對(duì)開展的帶電測(cè)試情況進(jìn)行階段性的分析和總結(jié)，數(shù)據(jù)的整合性、系統(tǒng)性不夠，當(dāng)設(shè)備帶電檢測(cè)出現(xiàn)問題時(shí)，只能采用從往期測(cè)試數(shù)據(jù)中一一查找比對(duì)的方式，分析過程繁瑣、低效.數(shù)據(jù)的整合功能的欠缺還一定程度上影響到了人員的綜合判斷能力.

3　對(duì)策及建議

（1）進(jìn)一步提高較高端的帶電技術(shù)研發(fā)和普及應(yīng)用能力.帶電測(cè)試發(fā)展迅速，參與研發(fā)的廠家眾多，生產(chǎn)廠家應(yīng)在提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造水平發(fā)展自身的自主研發(fā)能力，降低產(chǎn)品的使用成本，推廣產(chǎn)品的使用，擴(kuò)大其使用范圍，研發(fā)機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)廠家需加強(qiáng)與使用單位的溝通，為提高產(chǎn)品的質(zhì)量、性價(jià)比和使用便捷性提供有效的建議和幫助，加速產(chǎn)品的成型和推廣.

（2）重視相互借鑒及信息溝通共享.部分帶電檢測(cè)項(xiàng)目，在尚無國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可參照以前，使用單位可以借鑒國外的標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)踐過程中總結(jié)完善，形成初步的可借鑒的依據(jù)，同時(shí)，需要以生產(chǎn)、經(jīng)銷廠家為橋梁強(qiáng)化同行業(yè)之間的交流和溝通，實(shí)現(xiàn)信息共享.

（3）實(shí)行帶電檢測(cè)儀器獨(dú)立的專業(yè)化管理，將帶電測(cè)試儀器的維護(hù)管理工作納入日常管理工作，并重點(diǎn)實(shí)行帶電檢測(cè)儀器獨(dú)立的專業(yè)化管理，規(guī)范其使用、存儲(chǔ)、維護(hù)等方面的管理制度，對(duì)帶電測(cè)試儀器的維護(hù)管理實(shí)行責(zé)任制，強(qiáng)化維護(hù)人員的責(zé)任意識(shí).對(duì)較精密的儀器進(jìn)行定期維護(hù)，對(duì)使用電池需要充電的設(shè)備指定專人負(fù)責(zé)，定時(shí)充電，保障儀器的最佳使用狀態(tài).同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)使用維護(hù)人員的培訓(xùn)工作，針對(duì)快速發(fā)展的測(cè)試技術(shù)，不斷提升使用維護(hù)人員的專業(yè)技能.

（4）建立統(tǒng)一的決策分析系統(tǒng)，對(duì)帶電檢測(cè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源信息進(jìn)行整合，在軟件功能上加強(qiáng)數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)展示、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的功能.在設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，能夠通過數(shù)據(jù)倉庫進(jìn)行數(shù)據(jù)的挖掘和分析，為檢修試驗(yàn)人員及各級(jí)管理人員提供輔助決策、分析的依據(jù).

4　結(jié)語

各種帶電測(cè)試方法對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)各有所長，為充分發(fā)揮帶電檢測(cè)技術(shù)的作用，還應(yīng)當(dāng)重視對(duì)不同檢測(cè)方法的綜合運(yùn)用，使其在檢測(cè)過程中發(fā)揮互補(bǔ)作用.尤其在某項(xiàng)帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)異常情況時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)備具體情況選用多種測(cè)試方法，對(duì)設(shè)備進(jìn)行真實(shí)的判斷，得到準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)論.

參考文獻(xiàn)：

[1]王音音,孫成平,曹永,等.一起基于油色譜分析的變壓器潛伏性故障診斷[J].安徽電力,2012,(01):16-17.

[2]李建明,朱康.高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)方法[M].北京:中國電力出版社,2008.

[3]郗曉光,張弛,滿玉言,等.如何利用帶電檢測(cè)新技術(shù)查找組合電器缺陷[J].檢測(cè)與儀表,2011,(01):44-45.

[4]林禮健.G I S局部放電帶電測(cè)試技術(shù)研究[J].東北電力技術(shù),2007,(06):16-17.

[5]黃煌,余鵬程.變壓器油色譜在線檢測(cè)系統(tǒng)不同技術(shù)特點(diǎn)探討[J].貴州電力技術(shù),2012,(07):16-17.

[6]劉鴻斌,劉連睿,劉少宇,等.輸變電設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)在華北電網(wǎng)的應(yīng)用[J].華北電力技術(shù),2009,(08):35-36.

[7]唐鐵英,許杰,陳悅.紫外成像技術(shù)在變電設(shè)備帶電檢測(cè)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2011,(03):164-166.

[8]陳忠,郭波,蔡澤祥.提高氧化鋅避雷器現(xiàn)場(chǎng)帶電測(cè)試精度的新措施[J].南方電網(wǎng)技術(shù),2010,(01).

[9]王圣.電容型電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展[J].電力系統(tǒng)裝備,2004,(9)：22-24.

[10]王少華,葉自強(qiáng),梅冰笑.輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)及帶電檢測(cè)技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].高壓電器，2011，(04) 84-90.

[11]許曉慧.智能電網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京:中國電力出版社,2009.

責(zé)任編輯：張隆輝

中圖分類號(hào)：TM76

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B

文章編號(hào)：1672-2094（2013）04-0168-04

收稿日期:2013-04-21

作者簡介：王音音(1984-)，女，安徽銅陵人，銅陵供電公司助理工程師.從事變電設(shè)備高壓電氣試驗(yàn)和化驗(yàn)工作.洪衛(wèi)華(1978-)，男，安徽銅陵人，銅陵供電公司助理工程師.從事變電設(shè)備高壓電氣試驗(yàn)和化驗(yàn)工作.

BriefAnalysis aboutApplication of LineDetection Technology on TransformationEquipment

Abstract：Combined with some power equipment on-line detection of defect cases, application ofseveral different on-line detection technology with transformation equipment were comprehensivelygeneralized. It is pointed out that，as to the on-line monitoring，there are still some problems. Onthis basis，recommendations on implement of on-line detection technology were put forward to givereference for overall advance and application of on-line detection technology.

Keywords：Transformation Equipment; Line Detection; Application; Defect Cases