(国网河南省电力公司平顶山供电公司 河南平顶山 467000)
摘要：配网作为电网系统中直接与用户相关的环节，其运行情况直接影响着电网供电可靠性和用户体验。随着配网的快速发展，供电网络日益复杂，并且为了提升供电可靠性，线路之间“拉手”联络的情况日益增多，传统的单纯依靠运检人员周期性巡视及计划停电检修的方法已远远不能满足当今配网运行的要求。为提升电力设备运行状态的管控水平，带电检测技术在配网架空线路设备运检中的应用尤为重要。研究了红外热成像技术和超声波局放检测技术在配网架空线路设备运检中的应用，并通过几个典型的事例分析这两种带电检测技术的实际应用效果。
关键词：配网；带电检测；红外热成像；超声波局放检测
1.配网带电检测技术
1.1超声波局放检测技术
我国电网使用工频５０Ｈｚ进行电力输送，当线路、设备出现绝缘老化、虚接、脏污等缺陷时，往往使得绝缘设备、线路周围的电场分布不均，而长期的电场分布不均匀会导致绝缘介质损坏，发生局部放电现象，进而造成电力线路、设备的电气性能、机械性能下降，形成隐患。超声波局放检测技术是一种对频率处于２０～２００ｋＨｚ的声信号进行检测的技术，而配电设备、线路局部放电产生的声信号刚好处在这个频段，因此利用超声波局放检测技术可对配电设备的绝缘性能进行检测，而局部放电的强度可反映被检测设备绝缘性能的好坏。超声波局放检测仪的工作原理如图２所示。首先通过超声波传感器获取被测物体的局放信号，然后通过内置信号分析处理模块对信号进行转化、分析，并以波形或声音的形式显示出来，同时可通过人机交互单元进行设备参数及波形存储、调用等操作，以利于分析设备状态。
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图2超声波局放检测仪原理图
1.2红外热成像技术
红外热成像是一种通过光电元件来检测物体表面产生的辐射能，再经光电转化及信号放大等过程，将接收到的红外辐射信号转变成可视化的图像，反映物体表面温度的技术，目前广泛应用于电力、机械、建筑等领域。对于配网架空线路中出现较多的连接不良、设备锈蚀老化、长时间过负荷运行等缺陷，设备表面均会出现异常的高温现象，通过对温度的检测就可获取相应设备当前的健康状态。常用的红外测温仪工作原理如图１所示。首先通过红外光学镜头组件将被测物体发出的能量信号聚焦到设备的探测器上，然后通过信号转换处理，形成反映物体热量的图形，并可通过人机交互单元实现设备参数设置及图形保存、调取等操作。
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图1 红外测温仪原理图
2.应用实例
xx供电公司xx变电站配电室于２０１８年７月３１日至９月８日对辖区１０ｋＶ配电线路逐级杆塔进行带电检测，共检测辖区１０座变电站、８２条架空线路，共计约７７４７基杆塔，线路总长度约为４１２ｋｍ。带电检测时采用以下设备。（１）美盛Ｃ６００Ｓ红外热成像仪。美盛Ｃ６００Ｓ红外热成像仪具有重量轻、体积小、易操作的优点，非常适合户外手持式巡检工作。其部分技术参数：检测温度的范围为－１０～５０℃；热灵敏度在３０℃时为０．０５℃；有自动对焦功能（焦距为０．３ｍ）；有屏幕触摸功能；分析区域设置方式为点、线、框可选；存储方式为可拆卸ＳＤ卡；续航时间≥２ｈ。（２）保定沃达ＷＤ－ＫＪＦ９００可视化远程超声局部放电定位仪。保定沃达ＷＤ－ＫＪＦ９００可视化远程超声局部放电定位仪同样具有体积小、重量轻、易操作、灵敏度高等优点。其技术参数：工作温度为－２５～７０℃；相对湿度为０～９５％；摄像头像素为３００万；频率范围为２０～１５０ｋＨｚ；存储方式为内置存储或可拆卸ＳＤ卡；续航时间约为８ｈ。２．１实例１２０１８年８月３０日，在对平门变电站７８６西云线进行全线路设备带电检测时，红外测温显示＃１０杆右边相高压隔离开关温度为２３５．５℃，如图３所示。现场环境温度为３６℃左右，通常设备本体温度在夏季高于９０℃、相对温升大于７０℃，则可定为危急缺陷。而此设备温度严重过高，判定存在危急缺陷。
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图3 设备红外热像图
发现此危急缺陷后，通过停电作业方式更换缺陷高压隔离开关。由缺陷隔离开关（如图４所示）可看到，此隔离开关已严重烧蚀，带电检测装置检测结果判断正确，从而避免了一次大面积意外停电事故。另外，使用超声波局放检测仪对该基杆塔设备进行检测时，未发现放电现象。
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图4 故障隔离开关
１．２实例
２２０１８年８月１０日，在对红旗楼变电站５３０杨家坟线进行全线路设备带电检测时，红外测温显示＃２３２杆中相跌落式熔断器温度为２１０．３℃，如图５所示。现场环境温度为３７℃左右，该设备温度严重过高，为危急缺陷。
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图5 设备红外热像图
更换下的缺陷高压跌落式熔断器如图６所示。由此可看到设备严重烧蚀，带电检测装置检测结果判断正确，避免了一次大面积意外停电事故。另外，使用超声波局放检测仪对该基杆塔设备进行检测时，未发现放电现象。
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图6 故障跌落式熔断器
２．３实例
３２０１８年８月２８日，在对西郊变电站０３３通西线闫家屯二线进行全线路设备带电检测时，超声波局放检测显示＃１１５右１９号杆所带的变压器下层横担中相绝缘子处存在放电现象，如图７所示。超声波局放检测仪显示为２４ｄＢ，最大值为２７ｄＢ。当超声波局放检测仪检测结果超过２０ｄＢ时便可认为设备存在放电现象，而红外测温并无异常。于是初步判断此处可能存在绝缘子脏污、绑线松动或导线绝缘老化等问题。
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图7 超声波局放检测波形图
经检查，该绝缘子受环境影响而导致表面脏污，并且运行时间较长，使得引线存在一定的绝缘老化问题，从而引起放电，如图８所示。带电检测装置检测结果正确。
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图8 故障设备
２．４应用效果分析
大量实际应用案例表明，带电检测技术对配电线路设备潜在缺陷的检测准确率很高，是传统依赖人员肉眼直接观察的隐患排查形式很好的补充。其优点主要有以下几个方面。（１）配网具有线路多、结构杂、距离远等特点，传统依赖人工周期巡视排查隐患的方式耗时耗力，且很多隐秘缺陷不易发现。通过带电检测技术，可在地面上对杆塔设备健康状态进行检测，依靠辅助分析可发现很多肉眼看不到的缺陷，相对人眼观察，带电检测技术准确率极高，大大降低了意外停电事故发生的概率。（２）带电检测技术已十分成熟，相关的仪器设备具有易携带、易操作等特点，从而大大提升了工作效率。（３）带电检测技术可在线路运行的情况下对设备状态进行检测，而不受停电计划的影响。从设备投运时开始，通过带电检测工作的开展，建立线路设备运行状态的档案，结合大数据分析，可对配网设备进行精益化管理，在降低成本的同时提升供电可靠性。
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:
［１］齐飞，毛文奇，何智强，等．带电检测技术在电网设备中的应用分析［Ｊ］．湖南电力，２０１２，３２（１）：２７－２９．
［２］钟伟，朱泽厅．配电网架空线路带电检测技术应用探讨［Ｊ］．浙江电力，２０１６，３５（４）：１８－２１．
［３］张文煜．红外测温技术在电力设备运行维护中的应用研究［Ｊ］．低碳世界，２０１７（３５）：９１－９２．
［４］崔雨，李鸿飞．红外测温仪的原理与实际应用指南［Ｊ］．自动化与仪器表，２００９（６）：１０３－１０４．