摘要:随着电网的快速发展,对电力设备运行和检测有着更高的要求。本文主要是从分析化学检测技术入手,并阐述了使用的技术方法,目的是为了优化电力设备检测工作。
关键词:化学检测技术;电力设备;带电检测;
1 化学检测原理
高压设备由于局部尖端、毛刺、污秽等造成局部场强畸变增大而对空气发生电离形成电晕,空气电离过程中会向外界发射大量的紫外线。紫外成像检测技术就是利用特制的光学传感系统捕捉空气电离过程中产生的紫外线,经过处理后与可见光产生的图像一同成像于显示器上,从而达到显示和定位高压设备局部电晕位置和放电强度的目的。紫外线的波长范围是40~400nm,太阳光线中也会含有紫外线。由于这些光线在穿过地球臭氧层过程中波长小于300nm的紫外线基本上被吸收,实际到达地球的紫外线波长在300nm以上,这个波段范围即“日盲区”。为克服太阳光中紫外线的影响,现场应用的紫外成像检测仪器检测的波长范围为280~300nm。日盲型紫外成像设备影像合成原理,首先利用紫外光束分离器将输入的光线分成两部分,一部分形成可见光影像,另一部分经过紫外线太阳镜过滤后保留其紫外部分,并经过放大器处理后在电荷耦合元件(chargecoupleddevice,CCD)板上得到清晰度高的紫外图像,最后通过特殊的影像工艺将紫外光影成像仪和可见光影像叠加在一起,形成复合影像。紫外成像仪采用双通道图像融合技术,将紫外光与可见光叠加,即可精确定位电晕的故障区域,又可显示放电强度。
2 电力设备带电检测中的常见问题
2.1带电检测设备的检测成本过高
与传统的检测设备相比,带电检测设备可以在带电的情况下对设备的实际运行状态进行检测,虽然这种检测技术提升了电力设施的检测效率,但是也付出了较高的检测成本,限制了带电检测设备的普及与应用,影响了电力企业对带电检测技术的及时了解与认可。另外,还有一部分带电检测设备中的关键零部件,必须要用国外进口的配置仪器进行维修,使得设备的维修成本居高不下。另外,部分仪器还存在着实用性低的情况,例如激光检漏仪就无法检测出GIS设施的死角部位,无法实现全面的检测。
2.2维护管理工作不到位
作为高端型技术的一种,带电检测设备中的内部结构十分精密,存在着大量的细小部件,如果检测人员没有掌握标准的检测技术,或者没有按照相关的操作规范进行检测,将会造成带电检测设备的损坏,不仅降低了检测效率,还增加了不必要的经济成本,而且带电检测设备还需要时刻准备好备用电池,确保带电检测设备在使用过程中保持电量充足。也就是说,如果某一带电检测设备搁置了较长时间,就必须要先给设备充电,再进行带电检测设备的养护,确保带电检测设备的状态处于最佳,才能够投入电力设备的带电检测工作中。
2.3缺乏有效的数据整合系统平台
但是我国目前还没有大范围的使用带电检测设备,所以还没有足够的检测数据作为检测标准。而生产厂家提供的数据与实际情况存在较大的差距,在实际检测工作中没有参考价值。并且电力设备的带电检测具备较强的灵活性,很难为修复工作提供精准可靠的数据。随着电力企业的不断发展,带电检测技术在电力设备的检测工作中也暴露出很多问题,测试项目数据较为分散,无法进行及时有效的整合,导致工作人员的实际检测工作面临较大的工作阻碍,承担着较大的工作压力。尤其是在检测工作中,一旦发现异常数据,在没有整合系统平台的情况下,必须要在海量的数据中查找相关资料,不仅降低了电力设备的带电检测工作的效率,还影响了带电检测设备应用优势的发挥。
3 化学检测技术在电力设备带电检测中的具体应用
3.1 SF6分解产物检测技术
在电力设备的运行过程中,SF6气体绝缘设施受到设备缺陷的限制,很容易出现局部放电、或者设备温度过热的故障,降低了设备的绝缘性能。而为了保证SF6气体绝缘设施故障检测的准确性,必须要加强化学检测技术的应用,尤其是超声波法的应用、脉冲电流法的应用以及SF6气体分析法的应用都可以保证检测结果的可靠性。其中SF6气体分析法的应用,不会受到任何因素的干扰。但是在后期的故障分析过程中,必须要进行SF6气体绝缘设备分解产物的精准提取,进行反应产物组分含量以及效率的分析,确保设备的故障类型以及故障的影响程度得到全面而可靠地分析。
另外,SF6气体分析法可以细分为成气相色谱检测法、光声光谱检测法、红外光谱检测法。其中红外光谱检测法可以通过红外检测图像的距离、温度、环境以及工作岗位等参数精准的确定电力设备的故障所在。而且红外光谱检测法符合在线监测的各种需求,检测时间极短,可以将其广泛的应用到电力设备的带电检测工作中。但是在化学感器法SF6气体分析的过程中,必须要进行CO、H2O等气体的检测,确保检测任务完成的高效性。
需要注意的是,气相色谱检测法,虽然有着较高的灵敏度,但是却无法用于实际的检测工作中,所以在实际的电力设备带电检测工作中,必须要时刻分析气体的变化规律,精准把握电力设备的故障所在。
3.2腐蚀性硫离子检测技术
在电力设备的运行过程中,变压器油中存在硫离子,硫具有一定的腐蚀性,与铜发生反应后,就会溶在油中,当迁移到铜绕组的绝缘纸位置的时候,就会产生硫化亚铜。而这就会使得绝缘纸的损坏速度变快,出现击穿绕组绝缘的问题。所以,在实际的电力设备带电检测中,需要科学准备腐蚀性吸附剂以及处理装置。另外,在变压器运行过程中,还需要加强对例如腐蚀性硫铜等有害物质的处理,最大限度的提升变压器的绝缘电阻,增强油品电器性。而在实际的电力设备带电检测过程中,针对GB、ASTM等标准可以应用铜片法;针对腐蚀性硫离子,还可以使用电感耦合离子法。
3.3油中溶解气体检测技术
在电力设备的带电检测工作中,受到故障种类、故障能量、故障位置以及绝缘种类等内容的影响,会产生不同的油中溶解气体成分组成。所以在实际的电力设备带电检测工作中,可以以油中溶解气体的组成成分为参照,对电力设备的故障问题进行分析和判断。例如,在进行油中溶解气体作业检测的时候,如果通过油中气体的成分组成特点,判断出其为H2主导型,那就说明变压器内部有着电弧放电或者局部放电的情况,同时伴随电弧短入的问题;如果通过油中气体的成分组成特点,判断出其为CH4、C2H4主导型,那么就可以说明变压器存在着温度过高或者接触不良的情况,这个时候就可以根据油中溶解气体的结果,检测变压器的连接情况以及开关接触情况;如果通过油中气体的成分组成特点,判断出其为C2H2主导型,那么就可以基本判定是变压器的故障,可能是绕组短路,也可能是切换器短路,此时就必须要立即针对变压器的异常情况进行处理。
4 总结
化学检测方法不仅实用,而且快速以及准确,值得在电力设备故障检测当中加强应用,在应用化学检测技术时,可研发高精度检测仪器,合理引进在线监测技术,从而实现有效整顿电力设备故障,打造电力设备运行空间。
参考文献:
[1]张灿华.基于特高频、超声波、TEV局部放电检测技术的应用及研究[D].山东大学,2015.
[2]钱金菊,王锐,黄振,彭向阳,林茂.紫外成像检测技术在高压电力设备带电检测中的应用[J].广东电力,2016,29(4).