摘要:带电检测技术是当前电力设备运行下常见的一种运行维护手段。文章通过对带电检测技术原理进行分析,了解带电检测技术的价值和作用,结合带电检测技术应用优势特点,探讨该技术在线路设备运行检修工作中的应用。
关键词:带电检测;检测技术;在线设备;设备运检
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带电检测技术原理
带电检测技术应用的主要意义,是配电线路可以处于正常的运行状态下开展检测工作,配电线路在运行过程中,通过带电检测技术,可以实时掌握配电线路和设备的运行情况,一旦发现配电线路和设备存在问题,可以及时对存在问题的线路和设备实施处理措施,避免线路和设备出现问题,影响到电力网络正常的运行。配电线路和设备保持在运行状态,若绝缘材料的绝缘性能出现问题,或者设备所处的环境发生变化,如环境温度过高或者湿度较大等,都会引发线路和设备出现局部放电等安全问题,一旦局部放电现象加重,会破坏配电线路和设备,进而出现运行故障。局部放电通常分为四个流程:第一,第一个流程会出现离子化现象,放电原理为原子带有电荷;第二,第二个流程为气体放电,放电原理为电流发生电子崩溃情况,从而形成气体电流;第三,第三个流程为局部放电,放电原理为不同电极未达到桥络放电的条件;第四,第四个流程分为内部放电、沿面放电以及尖端放电,放电原理为在介电质孔隙或者杂物内放电。
2带电检测技术的应用优势
应用带电检测技术将设备带电检测的目的实现,使设备能够保持正常运行,将配电设备由于停电造成的信誉和经济损失降低并使供电安全性进一步提高。该项技术将设备检修和运行间的矛盾进行了良好解决,即使设备正在运行时也可将安全隐患排查,与某些老化的设备使用瞬时高压测试会引发设备故障相比较该技术可将停电耐压测试的不足弥补。同时可按照设备的实际运行状况,对检测时间进行灵活安排从而对隐患更加及时的发现并将其排查。
3带电检测技术在线路设备运检中的应用分析
3.1超声波检测法
高压电气装置内部发生局部放电之时,一般会有超声波形成,超声波在这种条件下会非常迅速地利用附近介质传播。伴随超声波能量不断发出,而超声波信号就能够借助各种介质,以一种球面波形式不断扩散出去。借助超声波传感设备研究用电材料的用电效应,就能够实现对开关柜局部放电部位的有效检测。此种检测手段,主要是依靠超声波传感设备来检测超声波所发出信号时间差,从而确定开关柜的放电部位以及传感设备间距。超声波检测法的干扰性是非常强的,并且频带非常宽,能够广泛运用到强电条件下的电力系统之中,而且可以实现对悬浮放电与电晕现象的有效检测。但是,超声波检测技术是存在一些不足的,自身波长很短,且方向性很强,其次在经过各种用电材料边界的时候,会存在反射以及全射问题,另外超声波传播过程之中非常可能会出现叠加与干涉问题。所以,运用超声波检测技术的过程当中,对于对超声波检测灵敏性要加强重视,而超声波检测法灵敏性主要是由超声波信号传播路径以及介质决定。
3.2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。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。
3.3暂态地电压检测技术
暂态地电压检测技术的原理是对电力设备的局部放电状况借助产生的暂态地电压进行定位和检测,当智能电网状态检修模式中应用该项技术主要是对开关柜带电状况进行检测,为了使检测结果的准确性得以保证对各站所使用的开关柜一定要使用同一设备进行检测,如果出现检测异常需要长期的对其进行动态检测,并按照检测结果分析判断问题发生原因。在实际应用过程中例如某配电视工作人员对开关柜借助暂态地电压检测技术排查日常隐患时,零是开关柜局部放电测试值的测试结果,55dB是其中某个开关柜的局部放电测试值,同时在柜中还伴有异常明显的放电声音,通过初步判断认为局部有害放电的情况在开关柜中存在,工作人员迅速借助暂态地电压局部放电定位仪检测放电定位,通过测试发现开关柜内的套管位置是放电位置,同时65dB是该部位的放电测试值,工作人员立刻维修处理出现异常的开关柜,经过处理后柜中的异常声音及放电现象消失。
3.4高频检测技术
高频检测技术一般检测频率在3~30MHz范围内的配电线路设备,通过采集、分析和判断设备局部放电脉冲信号,使配电线路设备处于正常运行状态下,即可完成局部放电检测工作。配电线路设备出现局部放电情况时,会在电流经过的区域产生磁场,通过测量磁场中的脉冲电流形成的磁力线,可以绘制出放电时脉冲波形,以便确定波形的时域和频域特点,根据特点运用聚类分析法,有效分离放电过程产生的信号,通过分析信号,掌握配电线路设备引发局部放电的原因。高频检测技术主要应用在高频穿心式互感器接地设备,通过检测可以检测出配电设备存在的缺陷,其中以绝缘缺陷为主。
4技术发展趋势
带电检测的工作可按照试验周期定期开展,可以实现不间断连续测试。试验数据方面在一定程度上带电比停电测试更为有效及时可靠。停电试验是根据设备检测周期或者问题缺陷等才开展的检测,而带电检测则是根据设备常出现或是易出现的关键数据指定的检测方案开展的试验工作,更为及时有效。随着特高压技术的快速发展,电网规模、设备容量的日益增大,以及智能电网的应运而生,人们对电网可靠性的要求越来越高,设备安全性的要求更为迫切,可以说带电检测技术的发展趋势应该是朝着以下几个方面进行:第一,建立多功能多参数的智能综合检测平台,即通过大数据把电气设备绝缘状态的关键性参数通过分析计算反映出来;第二,提高带电检测装置的可用度,即在现有基础上不断提高其可靠性和灵敏度;第三,建立数据库和专家系统,在原有试验经验的基础上,通过人工智能技术,实现GIS与容性设备的故障快速诊断和精准决策。
结语
综上所述,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,降低停电事故的发生,提高电网运行水平。
参考文献
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