王昊 张红岩
国网西藏电力有限公司检修公司
摘要：变电站设备运行下做好检修维护工作能够有助于电力系统稳定运行，为满足供电服务需求，带电检测技术应用能够降低检修带来的停电影响。下面文章对变电站设备带电检测方法进行分析，并探讨带电检测技术的可行性。
关键词：变电站；设备检测；带电检测；检测方法
引言
随着我国不断发展经济水平，社会大众提高了对用电质量的要求，特别是用电可靠率，需要给予高度重视。伴随不断发展科技水平和信息手段，大众供电质量越来越便捷。供电企业需面对激烈竞争的市场环境，需提升市场竞争力，保证变电设备的可靠性与稳定性，促进企业长远发展。
1变电设备带电检测的重要性
随着我国经济和社会的不断发展，由于具有供电可靠、受外界因素影响小、占地空间少等优点，在电网建设的过程中，变电站设备的应用越来越多,不论是从电压等级上、容量上都上升了一个台阶。然而，随着投运时间的增长，由于受到热、电、机械、环境等应力因素的不断影响，设备可能会出现绝缘，电气和机械性能等问题。因此，通过带电检测及诊断技术实时评估设备的绝缘、老化等健康状况，进而预测设备有可能出现的故障隐患，在隐患发展成为事故之前提前处理，可以有效避免设备事故的发生，避免非计划性停电事故，提高变电站设备的供电可靠性。局部放电（PD）不仅是设备绝缘进一步恶化的主要原因，也是表征设备绝缘的主要特征。因此，基于设备局部放电的故障诊断研究对于确保电力系统安全稳定运行具有重要意义。
2带电作业要点分析
那进行状态检修的过程当中开展这一作业，工作人员具有一定的危险，这一作业存在很大的危险性，但是变电检修的基础本身就是这个具有较大危险性的作业，所以在开展这一作业的时候，就需要工作人员极其谨慎，必须要有陪同人员在旁边才可以开展相关的工作，陪同人员要及时地进行辅助，对工作人员进行监护，同时带电作业的工作人员不能使用不专业的人员，他们一定要具有较强的专业能力，还有定期的开展学习和培训课程，经过考察后才可以参与到工作当中去，还需要注重的就是设备的质量问题，工作人员要定期检查设备是否符合质量标准，这也是确保系统能够平稳运行下去的一个重要指标。
3变电站设备带电检测方法分析
3.1红外诊断技术
在当前生活中,无论是何种物体其自身都会散发出红外辐射,并且伴随着物体自身热量的提高物体产生的能量也会有一定程度的提升,其红外辐射的能量也更容易被获得。因此可通过对物体表面温度实际的分布情况去完成测量,在当前变电设备运行过程中,输变电设备可以被当成是红外线辐射自身的发射源,在正常运行中,红外线辐射量本身并不会产生明显的变化,而如果设备在运行过程中存在异常,则红外线辐射则会出现异常的情况。也正是基于此种原理,红外线诊断技术随之产生。合理的使用传感器可以对输变电设备红外线相关信号数据进行收集,在将这些数据通过计算机汇总并且完成整理后,可以将总结的结果给予呈现,这样的方式可以让维修人员在不使用拆解方式的情况下,第一时间寻找到故障点,采取相应的措施。线路发热量目前的计算公式为:P=KfI2R。式中P其本代表的是热功率;K代表的是损耗的系数;I表示的是电流值;R代表的则是导体直流电阻产生的数值;f其本身属于附加损耗系数。在P值出现显著变化时,就说明相应的区域产生了异常。使用公式可以了解到,输变电设备本身的热功率与线路电阻是一种正比关系,而在实际情况下,输变电设备一旦出现了异常,那么一般其自身的系统电阻值会产生转变,而红外诊断技术使用的就是这样一种原理,在输变电设备检测出现红外辐射异常后,可以得出这一电阻值的变化情况,完成对故障位置的精准判断。
3.2特高频局放检测
通过UHF传感器在设备的非金属结构处对设备内部的局部放电信号进行检测。通过示波器对原始的UHF放电信号进行捕捉，分析其波形的时-频特性。还可以对UHF信号采用检波（峰值保持）进行再次处理，由高频电缆传输到数据采集卡完成数据采样，然后在后台软件进行数据统计分析处理，根据放电脉冲的相位相关性、放电幅值特征、时间间隔特征等特征进行模式识别，从而判断可能的局部放电故障类型和故障部位，并借助放电发展的历史趋势综合评估放电的严重性，还可以利用两个传感器接收到同一放电信号的时间差来进行精确的定位。使用EC4000p超高频传感器在开关柜的非金属观察窗中收集UHF信号，发现UHFPD信号正常。局放信号无极性效应，波形平稳，幅值正常，特高频检测正常。
3.3超声检测技术
超声波特指频率在20kHz以上人耳听不到的声波。检测原理：超声波属于机械振动波的一种，当开关柜发生局部放电时，能量瞬时爆发，电能通过声能、光能、热能以及电磁能的形式释放出去，周围空气间隙被击穿放电，电能转化为热能，放电周围的气体受热膨胀，并通过声波向外传播，周围气体温度超出环境温度；当这些气体冷却时，开始收缩，产生后续波，后续波的频率和强度都比较低，并有很宽的频带；由于局部放电的区域较小，所以局放声源即为点声源，开放式超声波传感器可以检测到这种超声波信号，并进行处理，从而判断局放存在并能够定位。
3.4暂态地电压局放检测
当变电站设备发生局部放电现象时，带电粒子会快速地由带电体向接地的非带电体迁移，如开关柜的柜体，并在非带电体上产生高频电流行波，且以近似光速的速度向各个方向传播。受集肤效应的影响，电流行波往往仅集中在金属柜体的内表面，而不会直接穿透金属柜体。但是，当遇到不连续的金属断开或绝缘连接处时，电流行波会由金属柜体的内表面转移到外表面，并以电磁波的形式向自由空间传播，且在金属柜体外表面产生暂态地电压，而该电压可用专门设计的暂态地电压传感器进行检测。
4案例分析
在此次变电设备局部放电故障非接触式带电检测方法设计过程中,综合了超声波和光学2个方面的检测原理,以最大程度降低变电设备运行环境对检测结果的不利影响,提升该方法的抗干扰能力。当变电设备内部具有局部放电信号时,会产生振动及声波,周围的电场应力、介质应力都会失去平衡,因而产生声波振动。利用超声波的抗干扰性能,通过检测变电设备声音信号的幅度、相位、频率,从而判断变电设备的运行状况。变电设备发生局部放电故障后,除了声音变化之外,还可以通过放电光谱分析放电的具体形态、放电产生的物质等,因此本文利用光测法获取光信号,利用其来判断变电设备是否存在局部放电故障。由于超声波检测技术具有较强抗干扰能力,因此将其应用至非接触式带电检测方法中,但当放电量低时利用该方式得出的检测结果与实际存在较大偏差,而光测法可以有效解决该问题,但会受到变电设备运行环境光线的影响。非接触带电检测装置需要能够同时接收超声波信号和光感信号,因此将聚焦性传感器和光感传感器上的传感芯片连接到非接触带电检测装置中,变电设备局部放电用PC来表示,放电检测使用的电压为3～35 kV,由于使用普通的仪表设备无法显示dB读数和PC转换,因此用相对电压读数作为故障检测的测试结果。
结语
综上所述，带电作业法的应用含有多个技术内容，在变电设备中的应用能够提升变带检修工作水平，对此电力企业需要注重带电作业的应用，提高工作人员安全意识，强化变电检修水平，根据实际情况选择相匹配的检测技术，以保证变电设备的安全性。
参考文献
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