探究开关柜局部放电带电检测技术的应用

发表时间:2020/4/30   来源:《电力设备》2020年第2期   作者:乔峰磊
[导读] 摘要:在当前的配电设备检修中,带电检测技术发挥着至关重要的作用,并已成为全面提高配电设备运行效果方式。
        (鄂尔多斯电业局修试管理处  内蒙古鄂尔多斯市  017100)
        摘要:在当前的配电设备检修中,带电检测技术发挥着至关重要的作用,并已成为全面提高配电设备运行效果方式。时代在发展的同时,带电检测技术也在不断完善和发展,在当前的配电设备状态检修工作中,各种带电监测技术应用运而生。基于此,我们要全面了解各种不同带电监测技术的优势,为从整体上提高配电设备状态检修质量打下牢固的基础。
        关键词:开关柜;局部放电;带电检测
        引言
        目前,我国电力系统中已经普遍应用高压开关柜,该柜内的电气设备经过长时间的运行,不可避免出现因为电以及热等因素造成的绝缘缺陷,减少电气绝缘强度,存在局部放电的问题。但是通过应用高压开关柜局部放电带电检测技术,可以对其实现明显的检出。
        1开关柜局部放电带电检测的优势
        近年来,随着供电安全性和稳定性要求的不断提高,高压开关柜局部放电带电检测显得至关重要。当前,我国电力生产管理的主要方法是高压开关柜的局放检测,其可以迅速找到柜内的问题,随时了解设备的实际运行情况。相对于传统的停电检测方式,高压开关柜局部放电带电检测的优势具体表现在如下两点。第一,经济优势。无论是定期的例行检修还是试验,都必须要在停电的基础上开展,这样就势必会出现由于停电而产生的经济损失,并且容易出现过修或者失修的问题。但是如果采用高压开关柜局部放电带电检测技术,就可以在很大程度上防止这种情况出现。第二,技术优势。通常,就例行试验条件来讲,停电和设备运行中存在很大的差异。运行过程中设备容易受到多种因素的影响,如应力因素以及电磁场因素等,这些都是不能在停电的状态下可以模拟的。在停电条件下开展的实验往往都不能准确找到绝缘缺陷。缺陷潜伏发展都需要一个过程,在这个期间进行带电检测,可以将绝缘状态下所有信息情况都全面反映出来。但是例行试验的前提条件是必须要在停电情况下进行,通常都无法迅速正确的找到故障。如果在检测设备实际运行情况时采用局部放电带电检测技术,可以更加方便的了解设备实际使用情况。
        2开关柜局部放电带电检测技术的应用
        2.1红外测温技术的应用
        这种技术主要是通过红外线能够有效感受温度的特征,有效完善配电设备策略。检修人员在使用红外测温技术测量时一般都不需要直接与测试物体进行接触,就能直接远距离测量物体。检修人员在使用红外测温技术来开展检修工作时,由于这种技术对环境没有什么特别的要求,因而红外测温技术可直接对配电设备进行带电检测,具体方式、大范围、快速的检测设备。虽然红外测温技术可以对各种因为电流所造成的设备发热现象,但是我们必须要确保检测解结果的精准性。红外测温技术一般用在因为电压不稳定,所造成的设备内部发热故障上。为防止干扰,在具体的检测过程中,还必须要注意风速或是辐射,从而更好地保障判断结果的准确性。在使用红外测温技术时,通常需用常用方式来检测设备,之后再根据检查结果进行二次检测,通过这样的举措,促使检测结果准确性的提升。通常情况下,红外测温技术主要用在配电设备表现温度观察方面。因为红外检测温技术不能进一步检测设备内部温度,因为不同设备在不同环境中,因此设备温升和发热情况不一样的,难免检测结果也存在一定的差异性。检修人员在应用红外测温技术中,还要使用红外图谱来进行定性分析,这样就无法杜绝人为干扰因素。
        2.2暂态地电位检测的应用
        一旦开关柜出现局部放电的情况,放电形成的带电粒子就会迅速从带电体向接地的非带电体转移,而且在非带电体中形成高频电流行波,这时电流行波迅速扩散到每个方向。因为集肤效应,电流行波只是集中在开关柜金属内的表面,通常不会将金属柜体直接穿透。然而如果在电流行波传统中存在金属断开或者绝缘连接位置时,电流行波就会立刻从金属柜体内表面向外表面转移,还通过电磁波的形式传播到自由空间中,而且在金属柜体表面往往会形成暂态地电压。

地电波范围最好控制在1mV~1V,能够在检测中采用专业的暂态地电压传感器。此外,暂态电压检测传感器和耦合电容传感器是非常相似的,如果使用传感器对迅速变化的暂态地电压进行检测,这样就可以向检测设备处理单元传送检测信号,经过正确的运算处理而获取局部放电量。
        2.3现场联合检测法的应用
        超声波检测法与暂态地电压检测法进行运用的时候是有一些不足的,无法对开关柜的局部放电展开全方位细致化检测。而这种条件下,我们在进行带电检测的时候,就能够结合多种检测手段来实现全方位检测。而现场联合检测技术就是结合暂态地电压检测法和超声波检测法,实现对不同检测技术的结合运用。比如:当采取现场联合检测技术开展10kV开关柜的带电检测工作之时,首先借助暂态地电压检测法来完成带电检测,将环境中的干扰因素排除掉。而为了确保检测数据足够精准,我们将局部放电检测设备安装到开关柜已经出现局部放电现象的位置。经过检测之后,将开关柜与金属门信号检测均值视作信号参考数值。如果暂态地电压检测发现开关柜存在异常问题,就要运用超声波检测法重新确认,最后确定开关柜的局部放电部位。进行超声波检测之时,应当将超声波传感器安装到开关柜的缝隙位置,这样能够有效接收到相应信号。完成检测工作以后,要针对所检测数据展开具体研究,对开关柜的局部放电问题作出相应判断。
        2.4特高频局部放电检测技术的应用
        在高压设备中绝缘件只有局部区域发生的放电,而没有贯穿施加电压的导体之间,可以发生在导体附近,也可以发生在其他地方,而这种现象称为局部放电。特高频局部放电检测法是利用局部放发生时会在设备附近产生数吉赫兹的电子波信号,通过对电磁波信号的波形、幅值等参量的变化来判断设备内部局部放电缺陷的类型和严重程度。
        当 GIS 设备内部存在局放时,其产生的电磁波信号会沿 GIS 罐体传播,因此在 GIS 设备盆式绝缘子预留口或内置特高频传感器接口处均能检测到局部放电信号。由于受GIS 设备结构和介质的影响,电磁波信号会在罐体内传播时有一定衰减,现场检测时,可根据 GIS 结构和内置传感器的布置情况灵活选择测点。
        2.5超声波检测法的应用
        超声波检测法主要用于检测空气中放电状况。当开关柜发生局部放电时,会出现震动等物理现象,并且会以声波的形式传播。检测时,利用UT传感器,采集超声波信号,再将超声波信号转成电信号进行检测,并显示检测结果。一般检测时将传感器放在电气设备外壳的缝隙、通风口上方,当与局放源形成直线时,能够检测到局放数值。该方法不受各种外部电气干扰影响,并能够对故障精准定位。根据国家电网规范,数值>8dB且≤15dB诊断为异常,数值>15dB诊断为缺陷。
        放电形成的声波的频谱都是相当宽的,最小是几十赫兹,最大有几兆赫兹,如果信号频率小于20kHz,人们的耳朵就可以听到,反之,如果信号频率高于20kHz,就属于超声波信号,这时需要使用超声波传感器才可以顺利接收。结合放电释放的声能和能量之间的关系,将局部放电释放能量的变化用超声波信号声压变化表示,通过对超声波信号的声压进行准确测量,这样就能够推测出放电的实际强弱。这就是超声波信号检测高压开关柜局部放电的基本原理。
        结束语
        局部放电难免会损坏电力系统部件,也会造成不必要的电能消耗。当前普遍运用的检测技术包括暂态地检测和超声波检测。这些检测技术的基本原理是不同的,在实际工作可以结合具体情况选择适宜的检测技术。这样可以保证检测结果的准确性,也可以提高检出效率。
        参考文献:
        [1]罗杨,刘彦琴,郭超,等.高压开关柜局部放电检测及应用[J].电工电气,2018,(9):56-59.
        [2]张小飚.带电检测技术在状态检修中的作用研究[J].低碳世界,2017(27):77-78.
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