摘要:由于我国社会经济的快速发展,人们的用电需求量也迅速增加,智能电网建设的步伐也随之加快。配电环节是智能电网建设的最后一步,配电设备运行状态将直接关系到用户的用电安全。采用带电检测技术对配电设备进行检测,不仅能减少停电次数,实现带电检修,提高电力服务的质量,同时也能提前发现设备故障,减少经济损失。因此,利用带电检测技术对配电设备进行检修,具有非常重要的价值。
关键词:带电检测技术;配电设备;应用
引言
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。当架空线路设备存在虚接、锈蚀、绝缘性能下降等缺陷时,都会表现出“热、声、光、电、磁”等异常现象。带电检测技术在线路带电运行的情况下,采集线路设备的异常状态信息加以分析,从而可准确、及时地发现线路设备的隐性缺陷。
1配网带电检测技术
1.1红外成像技术
红外成像是目前电力行业普遍使用的设备状态检测技术。物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波,随着温度变化,电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变,波长介于0.75~1μm的电磁波称为红外线。
红外热成像运用光电技术检测物体热辐射的红外线特定波段信号,将该信号转换成可供人类视觉分辨的图像,并可以进一步计算出温度值。对于所有裸露的设备,红外热成像技术都能够检测出设备的热隐患。红外成像技术对于检测架空线路通流时的高电阻缺陷、连接不良、设备老化等情况有较大的作用。但是由于温升有时间累积效应,在绝缘局部破坏产生放电的初期,难以通过红外成像发现设备缺陷。
1.2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。
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。
1.3超高频局部放电测量法
超高频检测技术是指对频率介于300~3000MHz区间的局部放电信号进行采集、分析、判断的一种检测方法。由于UHF信号传播时衰减很快,故被测设备外部的UHF电磁干扰信号(如空气中的电晕放电)不仅频带比设备内部的局部放电信号窄,其强度也会随频率增加而迅速下降,到达被测设备附近或内部的UHF分量相对较少,从而可避开绝大多数的空气放电脉冲干扰。
2带电检测技术的应用优势
带电检测技术是指利用特殊的仪器仪表和实验仪器对运行状态下的电气设备进行状态检测,用以发现设备的潜在故障,及时采取措施进行解决,预防设备事故的发生,减少经济损失。带电检测技术有别于连续在线监测技术,采用短时间的带电检测方式,因此在设备运行状态之下开展工作,只能对设备进行电气检测,不能进行继电保护传动检测。
带电检测技术的应用优势主要体现在以下三个方面:
首先,带电检测技术的应用实现了设备的带电检测,保证了设备的正常运行,减少了因配电设备停电而造成的经济损失和信誉损失,提高了供电安全性。
其次,带电检测技术很好的解决了设备检修与设备运行之间的矛盾,在设备运行状态之下也能排查安全隐患。同时,由于部分设备出现老化,采用瞬时高压测试会导致设备故障的产生,带电检测技术正好弥补了停电耐压测试的不足。
最后,带电检测技术还可以根据设备的实际运行状态,灵活的安排检测时间,以便及时发现隐患排查隐患。
3带电检测技术的应用
3.1超声波信号检测技术在配电设备检修中的应用
3.1.1超声波信号检测技术原理
利用超声波信号检测技术能够对频率在20~200kHz区间的信号进行检测。当配电设备产生放电现象时,放电的信号就会以行波的方式传到设备表面,贴在设备表面的超声传感器就能检测到放电信号的频率和大小等特性。
3.1.2超声波信号检测技术适用范围
超声波信号检测技术的运用不受电磁场的干扰,能有效用于气体绝缘开关、大电容器等的检测。超声波信号检测技术通常用于配电变压器、配电柜、开关柜、断路器等配电设备的放电检测,也用于检测SF6气体泄漏等无法直观上看到的声波变化故障等现象。但是要注意,电缆终端、配电设备附件等放电引起的振动幅度非常小,用超声波信号检测不能保证检测结果的准确性。
3.2红外测温技术在配电设备检修中的应用
3.2.1红外测温技术原理和优势
配电设备在运行的过程中会发生热效应,利用红外测温仪等仪器可以对配电设备表面的温度及其分布进行准确的测试和判断,进而发现设备存在的异常,进行预见性的维护维修。红外测温技术的运用实现了对设备表面散发的红外光谱远距离、非接触式的检测,可以有效避免电磁场的干扰,具有准确、安全、直观的特点,是当前配电设备状态监测最重要的手段之一。
3.2.2红外测温检测方法及适用范围
红外测温检测技术主要分为一般检测和准确检测。一般检测法对检测环境和检测仪器要求相对较低,主要用于配电设备的大面积快速扫描。准确检测方法对检测环境和检测仪器的要求非常高,要求在消除辐射和风速的情况下进行检测,主要适用于检测配电设备内部因电压制热导致的缺陷。在实际检测过程中,通常将两种方法结合起来进行检测,先通过一般检测快速发现设备当中的可疑点,再利用准确检测方法对可疑点进行准确检测,保证了检测的速度和准确性。
结语
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。
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