(鄂尔多斯电业局修试管理处 内蒙古鄂尔多斯市 017100)
摘要:随着时代的发展进步,电力资源已经成为人们日常生活必不可少的一部分,输变电设备电力传输的重要部分,受到人们的广泛关注,为了保证输变电设备的供电安全,需要我们安装适合的避雷设备,才能避免输变电设备受到雷电的影响和破坏。避雷器在实际的使用过程中,可能会受到外界因素的印象,导致避雷设备的损坏,需要我们进行合理的诊断和检修工作,进行联合诊断的具体应用分析。
关键词:带电检测;避雷器;状态诊断
引言
MOA是一种应用比较广泛的避雷器,现在主要应用输变电设备的保护,可以避免输变电设备遭受到雷电的破坏和影响。这种避雷设备较传统的避雷器有着更好的应用优势,可以满足大部分的防雷需求。本文主要对该类型避雷器的检测方法进行研究,通过实例分析联合诊断的应用效果,希望可以为MOA避雷器今后的发展提供帮助。
1避雷器原理
氧化锌电阻作为氧化锌避雷器的核心元件,在工频电压下正常工作时具有与绝缘子相同的绝缘性能。流过氧化锌避雷器的电流为毫安级,通常只有几十到几百毫安。当存在高电压或大电流时,并联的氧化锌避雷器自动降低其阻抗,将产生的过电压引入自身,并将额外电荷引入大地。氧化锌避雷器主要由一些氧化锌阀片以及一些线性电容组成,如散射电容、内部电容和电极间电容等。因此,氧化锌阀片的质量决定了避雷器的质量。当避雷器工作在工频电压下,氧化锌避雷器通常流过阻性电流和容性电流。
2配电设备状态检修的方法
通常情况下,局部放电分为四点:①出现离子化现象,这种现象的原理就是原子放电。②气体放电。这主要是指电流在崩溃的状态下出现了电流气体流通现象。③在配电设备状态检修过程中出现了局部放电,具体就是指电流在没有达到不同电极时或者是电极桥络间存在的放电现象。④存在尖端放电、沿面放电以及内部放电等现象。分析工作原理主要是介电质当中的杂物或是空隙出现了放电情况;尖端放电主要就是尖端周围电厂放电;沿面放电的原理具体就是指介电质的表面放电。因为局部放电的发生,会导致配电设备出现各种故障,在这过程当中,不同类型的局部放电,他们电磁波各种气体或是电磁波发射生存的物质是一样的,故而就决定了所采用的检测技术也是不一样的。
配电设备的检测原则,由于局部放电类型的差异性,因此在配电设备检测过程中,具体使用到的检测原则是不一样的。一般来说,可以分为机械类型、电气类型、化学以及光学类型等。在类型选择过程中,机械类型的物理效益主要是声音;电气类型和化学类型主要是高频波、热度;光学类型主要是光的物理效应。检测人员在选择方法的过程中,关于电气类型的都是使用局部放电检测技术或是高频波检测技术;声音检测技术和光声光谱检测技术主要使用在机械类型方面。唯有如此,才能有效确保故障类型和检测技术的对应性,真正意义上确保检测的质量。
3带电检测技术在避雷器状态诊断中的应用
3.1红外测温技术在状态检修中的实际应用
(1)红外测温技术的应用原理
红外线是一种电磁波,其波长位于微光(760纳米)与可见光(1毫米)之间,也被称之为红外辐射。红外测温技术正是以红外线的物理特点为基础,以其对温度的敏感程度来进行测量的一种技术手段,该技术可以清晰地将能量在物体表面的分布情况反射出来。在实际生活中,只要该物体的温度大于零就具有红外线,然后根据反射、散射以及折射等途径,达到红外线测温的真正目的。红外测温技术不需要与物体直接接触,具有远程性,检测快、灵敏度高等多种优势。
(2)红外测温技术的应用范围
红外线测温技术能够对待检测的设备进行系统性的全面性的大面积扫描,不仅仅可以作用于有电流所导致的设备发热检测中,也可以应用于整体设备的发热检测。红外测温对环境有着比较高的要求,在利用该技术进行检测的过程中,需要尽可能减少风速以及其他辐射对于最终检测结果的影响。在现阶段的状态检修中通常采取准确检测联合红外测温技术的方式,先采取快速检测,再根据所发现的问题进行详细的扫描和检测,受传导条件以及环境等因素的影响,诊断结果会存在稍许误差。
3.2局部放电测试应用
当避雷器内部出现劣化,或者某个部位接触不良时,内部会产生悬浮电位,电位随外电场整体电压而变化,电场强度达到一定程度会产生放电现象。借助避雷器局部放电测试仪进行三相同时检测,观察其相位与幅值,若三相同时有,且为同极性相位,则为外部干扰,若一相幅值较大,其他两相不明显,则避雷器内部可能存在放电现象。由于局放测试仪对空间电磁场要求较高,故这种方法作为辅助判别的手段。
3.3超全电流谐波向量法的带电测试技术
(1)通过带通滤波器实现对全泄漏电流中干扰信号的滤除:由于避雷器泄漏电流往往为 mA 级,而阻性电流只占全电流的 10%~20%,阻性电流中的三次谐波分量更是只有微安级,这样对避雷器泄漏电流采样精度要求非常高,而对避雷器泄漏电流的准确采集是保证对避雷器劣化程度准确测量的前提条件。全电流采用高精度的电流互感器进行采样,将采集到的电流信号转换成电压信号并加以适当放大(放大 1000 倍,即后续所得输出数据/V 对应/mA)以便后续进行三次谐波带通滤波。由于滤波的带宽小,上下限截止频率相对靠近,不宜采用为单独的低通与高通滤波器来实现,因此,采用中心频率为 100 Hz 的六阶多重负反馈带通滤波电路和峰值检测电路以及校正电路,实现避雷器泄漏电流的测量,最后通过 DSP 进行数字处理对所测数据进行分析。
(2)针对干扰频谱特性的干扰阻塞匹配滤波算法:针对目前现场环境的常见干扰,设计对应的匹配滤波算法,针对不同频谱特征的干扰,根据 SINR最大化准则,建立对应的干扰阻塞匹配滤波器,在不伤及所关注信号特性的墙体下,尽可能降低环境噪声。
(3)针对混合信号的“盲分离”算法:除了对干扰使用干扰注射匹配滤波器技术之外,对于有用信号,考虑到信号中的容性成分和阻性成分之间混合的特点,需要开发分离算法。其中基于高阶统计量的信号分离算法分离效果好,对信号的要求低、算法运行速度快,因此拟作为干扰分离的书要技术手段。具体选用“盲分离”技术,这一技术依赖于非高斯型信号中的高阶统计量信息,区分不同的信号分量,相关的算法包括“独立分量分析”(ICA)和非线性“主分量分析”算法。利用混合信号最终不同信号成分的统计独立或者非相关特性进行分离。由于这一算法依赖于一定时间窗口内所有信号样本的统计特性,对短时的随机干扰和噪声有一定抑制能力,并能够通过长时间信号的能量累积,提高弱信号检出能力。相关的算法在生物电信号检测、音频信号分离、微弱无线信号探测等强干扰下的弱信号检测领域得到广泛应用,算法可行性有保证。
结束语
电力设备的健康状态对于电网的安全稳定运行至关重要,综合运用带电检测技术可在不影响供电线路运行的情况下,完成对设备健康状况的在线检测,对虚接、锈蚀、绝缘老化、设备脏污等常见设备缺陷均能做出高准确度的判断,从而提前发现潜在的设备缺陷,指导相应对策的制定,避免意外停电事故发生,对打造“坚强电网”具有积极作用。
参考文献:
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[2]范敏,谢佳,姜方财,等.基于带电检测技术的金属氧化物避雷器缺陷分析[J].电瓷避雷器,2017(2):76-80.