水電站電氣檢測與應(yīng)用

鄧縣芳

摘 要：電力能源是社會發(fā)展必不可少的重要能源。電氣檢測的核心在設(shè)備，設(shè)備的正常運行是一切工作正常進行的前提。文章介紹了預(yù)防性試驗對水電站建設(shè)的重要性，同時給出有關(guān)設(shè)備局部放電的檢測方法，為增強電氣設(shè)備安全運行提供了些許參考。

關(guān)鍵詞：水電站；電氣；檢測

1 水電站電氣設(shè)備進行預(yù)防性試驗工作的重要性

（1）試驗工作時提升水電站管理水平的重要環(huán)節(jié)。水電站的運行工作需要進行安全維護，而關(guān)鍵就在于電氣設(shè)備的維護。加強水電站電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗?zāi)茉黾悠涔芾硭?，保證工作運行高效，能源產(chǎn)生傳送安全，經(jīng)濟快速發(fā)展。（2）試驗工作能夠保障水電站設(shè)備的安全運行。電氣設(shè)備是關(guān)鍵，是核心。加強水電站設(shè)備的預(yù)防性試驗工作，探查設(shè)備的運行狀況，且對于長期使用的水電站電氣設(shè)備認(rèn)真檢查，對保證水電站正常工作具有重大意義。預(yù)防性試驗?zāi)軌蚣皶r發(fā)現(xiàn)設(shè)備在投入正常運行后可能出現(xiàn)的故障及問題且及時作出處理，避免造成大的人力財力損失，有效阻止安全事故發(fā)生。（3）試驗工作能夠適應(yīng)電力企業(yè)安全生產(chǎn)需要。企業(yè)在進行安全生產(chǎn)時，在看重經(jīng)濟效益的同時，更要注重生產(chǎn)的安全性。只有保證企業(yè)生產(chǎn)過程的安全性，才能保證企業(yè)能夠有穩(wěn)定的經(jīng)濟效益。保證設(shè)備的安全工作，就能保證系統(tǒng)的安全運行，進而使其能夠安全有效的生產(chǎn)。

2 水電站預(yù)防性試驗的分類

（1）非破壞性試驗。非破壞性試驗是指不會對電氣設(shè)備造成更嚴(yán)重破壞的試驗。這種試驗通常是通過較低的試驗電壓來完成的，且在這類電壓的作用下，電氣設(shè)備不會因電壓的大小對電氣設(shè)備產(chǎn)生二次損害或者是更嚴(yán)重的傷害。非破壞性試驗?zāi)軌蛴行Оl(fā)現(xiàn)設(shè)備中可能存在的故障和劣化現(xiàn)象。破壞性試驗常用的方法有兩類：測量設(shè)備的泄露電流和測量設(shè)備的絕緣電阻，具體方法是測量絕緣電阻。這是最常用的試驗方法，利用兆歐表測量。根據(jù)測得的數(shù)據(jù)可以觀測或推斷設(shè)備存在的一些缺陷。然后，據(jù)所得的缺陷即可進行相應(yīng)的維修，保證設(shè)備穩(wěn)定運行。測量泄露電阻。原理同測量絕緣電阻類似，但是相比較上一條，其有以下優(yōu)勢：可隨意調(diào)節(jié)試驗電壓；可以通過單位換算把測量電流值換成絕緣電阻值，而通過兆歐表則不能逆行；可以通過伏安特性曲線關(guān)系測量吸收比來判斷設(shè)備可能存在的絕緣缺陷。（2）破壞性試驗。破壞性試驗是指通過對水電站電氣設(shè)備施加高壓，試驗設(shè)備在較高壓及條件惡劣的危險情況下是否有缺陷存在。因此，此種試驗方法對設(shè)備絕緣可靠性的要求非常嚴(yán)格。破壞性試驗通常分為以下兩類：交流耐壓試驗和直流耐壓試驗。交流耐壓試驗?zāi)軌蜻M一步診斷出電氣設(shè)備的絕緣缺陷，是鑒定絕緣強度最有效直接的方法，其有效實行能夠保證設(shè)備絕緣效果、避免發(fā)生事故。直流耐壓試驗?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)設(shè)備的絕緣劣化、受潮，同時對設(shè)備的某些局部絕緣缺陷也有特殊檢測的效果。這兩種試驗方法相輔相成，共同使用，不能只使用其中一種方法，這樣就能更大可能的保證設(shè)備運行的安全性。

3 局部放電檢測

3.1 局部放電的檢測概況

水電站電氣設(shè)備絕緣內(nèi)部會存在不完善的地方或者長期受外界環(huán)境干擾，外界施加一定電壓下會發(fā)生局部和重復(fù)的擊穿和熄滅現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象就稱作局部放電。短期內(nèi)，這種現(xiàn)象不會對電氣設(shè)備的工作產(chǎn)生多大影響，但如果長期作用下去，將會使得整個系統(tǒng)的絕緣都會被破壞，最終導(dǎo)致設(shè)備癱瘓，供電中斷。當(dāng)絕緣介質(zhì)內(nèi)部局部放電時，會產(chǎn)生類似電脈沖、電磁波放射的有電現(xiàn)象，也會產(chǎn)生如光、熱、氣壓變化等現(xiàn)象。目前，針對這些現(xiàn)象的檢測技術(shù)分為兩個部分：信號的提取和信號的分析。

3.2 電信號的提取

（1）脈沖電流法。當(dāng)水電站電氣設(shè)備絕緣介質(zhì)內(nèi)部發(fā)生局部放電現(xiàn)象時，會伴隨脈沖電流，通過檢查該電流就能夠確定放電的電量數(shù)。圖2所示為一般測量局部放電回路簡圖，Cx表示被試品的電容，Ck表示耦合電容，Zm表示測量阻抗，Z表示低通濾波器，A表示放大器，M表示測量儀器。

該方法使用范圍較廣，可用于電氣設(shè)備局部放電的大多數(shù)場合測量工作。它能夠測量局部放電的值，且工作電路簡單，但測量精度不算精確，不能確定局部放電點的具體位置。

（2）超聲波法。局部放電產(chǎn)生的聲波，通過檢測該聲波，判斷設(shè)備局部放電的大小及位置，然后對信號進行分析探討就能夠判斷是否有局部放電現(xiàn)象發(fā)生。具體工作方法是將超聲傳感器固定于電氣設(shè)備的外殼上，采用壓電晶體作為電-聲換能器，然后將聲波信號轉(zhuǎn)化為電信號，并放大后通過電纜傳送至監(jiān)測系統(tǒng)。該工作方法的精度很高，能有效地鑒定局部放電位置，且其抗電磁干擾能力很強。但因局部放電聲波的傳播情況復(fù)雜，所以，定量工作難以保證。

（3）光學(xué)法。光學(xué)法通過局部放電過程中不同的發(fā)光現(xiàn)象來進行檢測。不同放電形式發(fā)出的光波波長有差異，比較弱小的電暈放電，所發(fā)出的光波長較短，小于400nm，顏色呈現(xiàn)紫色居多，大部分屬于紫外線范圍。而對于放電情況較強的火花放電，其波長可超過700nm，顏色也呈現(xiàn)橘紅色，大部分屬于可見光范圍。此工作方法的靈敏度高，可準(zhǔn)確確定局部放電的位置，且抗干擾性能優(yōu)良。缺點是對非透明裝置的局部放電現(xiàn)象無能為力。

4 局部放電的分析

（1）模擬帶通濾波器運用。此種方法是最常用的干擾抑制方法，在脈沖電流法當(dāng)中，選擇合適的濾波器頻帶范圍可有效地抑制來自電源的干擾。（2）數(shù)字濾波技術(shù)運用。此種方法是運用軟件的方法來抑制干擾。和前面一種方法相比，它具有可任意改變其數(shù)目、中心頻帶和帶寬的優(yōu)點。（3）小波分析技術(shù)運用。小波分析的特點受惠于工程技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，有時間域自變量及頻域自變量的運算和內(nèi)積，從而達到可測能量有限的全體信號的集合。不僅有優(yōu)良的頻域分析能力，而且具有優(yōu)良的線性相位特性，能夠在不改變信號可評估性的同時進行噪聲抑制?；谛〔ǚ治龅脑肼曇种频睦碚撌嵌喾直娣治?，然后選取適當(dāng)?shù)拈撝担瑢π〔ǚ纸庀禂?shù)進行閾值量化，最后再對高低頻系數(shù)重構(gòu)，實現(xiàn)信號的去躁，最終實現(xiàn)局部放電信號的提取。

5 結(jié)束語

韶關(guān)地處粵北山區(qū)，中小水電站已成為本地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱。電氣檢測與應(yīng)用在中小型水電站技術(shù)成熟情況，直接影響水電站檢修人員安全及管理人員的技術(shù)。目前在本地區(qū)已有許多水電站采用，包括南雄瀑布水電站、始興墨江閘壩水電站和乳源泉水電站等。據(jù)上述電站現(xiàn)場運行資料反映，安全操作檢測數(shù)據(jù)可靠。一是提高了勞動生產(chǎn)率，二是增加了運行水電站技術(shù)人員知識，三是增加了水電站生產(chǎn)檢測人員安全措施。因此保障水電站設(shè)備的安全運行在本地區(qū)具有顯著的重要性。水電站電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性試驗對整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定工作有著舉足輕重的作用，同時，對電氣設(shè)備進行的局部放電檢測工作也同樣重要。運用文中所述的工作方法，提高工作人員的職業(yè)素質(zhì)、職業(yè)能力，保證工作進行時的認(rèn)真態(tài)度，做好電氣設(shè)備的絕緣預(yù)防性工作和局部放電檢測工作對水電站的建設(shè)工作，對國家電力事業(yè)的建設(shè)工作都有非常重要的意義。

參考文獻

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