浅谈变电设备局部放电带电检测技术

浅谈变电设备局部放电带电检测技术

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摘要:在人们用电需求量不断增加的现阶段,社会各个领域中对电力系统运行的稳定性和可靠性也提出了越来越高的要求,使得电网的状态检修工作面临着一定的挑战。带电检测技术是电网状态检修的重要组成部分,是对以往停电试验检测的有力补充,是及时发现设备运行故障、避免事故发生和保证供电连续性的前提条件。因此,本文针对变电设备(开关柜)局部放电带电检测技术的问题进行了简要的分析。

关键词:变电设备;局部放电;带电检测技术

引言

我们常用的电是从发电厂发出,之后通过输电线路传输到变电站,最后再由变电站输送到各个用户。从中不难看出变电站在电厂与用户之间起着桥梁作用,是不可或缺的电力系统组成部分,所以必须保障变电站的正常运行。但变电站作为电力中继,其强大的电力设备承载着高负荷的电力转送,必须定期不定期对之进行放电检测,以保障其设备的正常运行。

1局部放电概述

变电设备承载着高负荷的电力转送,其设备绝缘在电力转送过程中不仅受到电、热的直接影响,还会因使用时间不良环境等多种因素导致性能逐渐弱化,甚至是出现缺陷,一旦发生故障,将直接导致变电站无法正常工作。通过绝缘检测和诊断技术能够更早的发现其中的故障。局部放电是一种电气放电现象,这种现象产生的最主要原因是绝缘介质外施电压高到一定程度时产生电离的电气放电,归根结底是由于变电设备绝缘内部的一些气泡、空隙、杂质和污秽等缺陷造成的。变电设备绝缘中常常容易出现局部放电,这种局部放电分散发生在相当小的局部空间内,一般不会导致绝缘穿透性击穿问题的出现,但是时间久了则易造成电介质的局部损坏,这样就会因局部小问题带来整个变电设备的运行问题。如果长期存在局部放电,极易出现绝缘击穿和沿面闪络的问题,这是对变电设备的致命打击。所以为了变电设备的正常运行,必须定期不定期地对电力设备进行局部放电试验,全面检测设备的绝缘状况,这样不仅能确定绝缘故障的原因及其受损程度,而且能发现制造与安装方面存在的问题。

2变电设备局部放电带电检测技术的价值分析

从电力系统发展进程上说,“带电检测技术”取代传统的“停电检测技术”是一个巨大的进步,它的应用不仅能够全面、迅速的反映出电网中变电设备的运行状态,还能够第一时间实现问题解决,从而保障电力供应的安全和稳定。一个不容忽视的现象是,当前现代化电网中开关柜使用的比例越来越高,而开关柜在设计上要求出线端直接与配网、用户电网相连,这也意味着开关柜成为电力供应有无的“终端节点”,如果频繁的启停开关柜,就无法实现供电系统稳定、可靠的运行,对于供电对象而言产生不好的体验。实践中表明,一旦开关柜出现故障,或者其他方面的原因影响开关柜正常使用,就必然要进行停电操作;在传统电力检修时代,人们只能对开关柜进行预防性检测、试验,而这一过程也都是在停电状态下完成的。由于现代社会各项事业的正常运转都与电力供应有直接关系,一旦大范围停电,不仅会造成严重的经济损失,还会导致不良社会舆论影响。同时,考虑到开关柜的结构特征,在直接连接配网、用户电网的前提下,停电工作也很难统一调配,甚至会出现失修、过修的不均匀现象。基于此,针对变电设备采取带电检测是十分重要的,具有重大的经济价值和社会价值。价值一:带电检测技术降低了开关柜的突发事故机率。开关柜的运行环境较为恶劣,检测维修人员无法完全规避可能存在的开关柜绝缘缺陷,针对它局部放电的带电检测技术,就不需要考虑设备绝缘事故带来的危害可能性,从而减少突发事故。价值二:带电检测技术实现了开关柜的绝缘维修形式。通过对开关柜局部放电带电检测,可以快速发现它存在的绝缘问题,并结合绝缘问题特征采取针对性措施,即绝缘缺陷针对性可通过带电检测表达出来,由此产生“标靶定位”,避免盲目检修造成的资源、人力浪费。价值三:带电检测技术大幅度提高了检修质量和效率。对比证明,带电检测是一种更为先进的技术,它一方面规避了停电带来的用户抵触和矛盾,另一方面则克服了现场环境的约束,从而提升了质量。此外,带电检测可以及时发现问题存在的“节点”,便于寻找故障源、定位干扰源,从而提高了工作效率。价值四:带电检测技术间接地强化了供电的可靠性。互联网技术将人类带入了信息化时代,电力作为维持一切电气设备、网络设备的重要能源,一刻都不能中断,带电检测不需要停电操作的特征,有效地保障了供电可靠性,规避了人机电力用停矛盾。

3开关柜局部放电带电检测技术

3.1地电波检测(TEV)

当局部放电的活动出现在开关柜绝缘层中的时候,就会产生在无线电频率范围之内的电磁波,其中的一部分会通过金属外壳气体绝缘开关的封垫或者是其他绝缘部件周围的间隙传播出去;当电磁波遇到开关柜的接地金属外壳的时候,就会产生一个瞬态接地电压,并向地下继续传播;这种瞬态接地电压一般是在几毫伏到几伏之内不等,且存在的时间比较短,因此可以在开关柜工作状态下对其外表面进行局部放电活动的检测。按照我国相关的规定,要求暂态地电压检测的周期为以下标准:对于新设备而言,要在其投运之后的一周内进行一次检测;运行过程中则要在半年至一年的时间内检测一次;当发生缺陷或不良现象时应进行一次检测;且在每一次的检测过程中,应该使用同一个检测仪器对同一站的所有开关柜进行检测。判断依据:在进行地波检测作业的时候,放电脉冲数是判断变电设备是否存在放电的一个重要依据;在正常的情况下,2s时间之内的局部放电信号所发出的脉冲数会在50~500个范围之内;当实际检测到的脉冲数>1000个的时候,判断检测到的为干扰信号,而不是局部放电位号。

3.2超声波检测(AE)

声波的产生也是开关柜局部放电的明显特征。开关柜在局部放电的过程中产生的声波是频谱比较宽的声波,从几十赫兹到几兆赫兹不等,跨越性比较大,通常情况下人的耳朵可以听到低于20kHz的信号频率,如果信号频率高于20kHz那么人耳是听不到的,这时就需要借助超声波传感器对信号进行接收。超声波传感器的工作原理是首先利用超声探头对信号进行接收,经过一系列的处理之后以声压的形式反映出来,与此同时再将其转换成人的耳朵可以听到的信号频率。因此,工作人员可以通过声音信号来对设备是否存在放电问题进行系统的分析与判断。另外,根据我国电力检测的有关规定,超声波的检测周期应该按以下标准:如果变电设备为新设备,根据规定应该在设备投入运行一星期之内对其进行超声波的检测;设备在运行过程中也应该按规定标准进行检测,一般在半年到一年的时间内对设备进行一次检测;如果设备运行出现故障或运行不良时也应该检测一次。另外,在检测的过程中应该特别注意,每一次检测对于同一站的所有开关柜所使用的检测仪器应该相同。当采用超声波的方式对变电设备进行局部放电检测时,检测依据主要是工作人员从耳机中听到的声音信号,超声波检测技术实际上就是对声音信号的检测,对耳机中检测的声音信号进行判定,从而判断出变电设备是否存在放电问题。

结束语

带电检测技术对于现阶段的电力系统来说具有非常重要的意义,它是状态检修中十分重要的组成部分,利用不同方式的带电检测技术,可以有效地帮助工作人员发现设备在运行状态下出现的问题,并可以及时采取措施加以解决,与传统的停电检测相比,不仅避免了停电造成的负面影响,也在很大程度上提高了检修的质量和效率,从而及时有效地防止了事故的发生。

参考文献

[1]吴广宇.局部放电检测技术的现状和发展[J].电工技术学报,2016,5

.[2]王国力.电力变压器局部放电检测技术的现状和发展[J].电工电能新技术,2016.6:45~46.

[3]刘华勇.电工设备局部放电及其测试技术[J].北京建筑工程学院学报,2015,7.

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