浙江省杭州市浙江省送变电工程有限公司 浙江杭州 310016
摘要：随着经济和电力行业的快速发展，局部放电带电检测技术作为一项提前发现隐患的先进技术，利用暂态对地电压与超声波检测相结合的方式可以快速定位出局放位置，从而监控电气设备内部绝缘状况。利用局部放电技术，通过定期复测、问题跟踪等，能够实现缺陷的快速消除，并结合日常检修、红外成像技术和铁芯接地电流技术能够很好的保障电气设备的安全稳定运行。
关键词：带电检测；诊断技术；状态检修
1 引言
变电设备经过长期运行，或是因为设计、装配等原因，难免存在各种缺陷，常见的有过热、振动以及放电这三种。变电设备处于不停电的状态下，通过应用局部放电带电检测技术可发现设备的缺陷信号，以此对变电内部缺陷信息进行检测，一旦发现故障，立即提出预警，及时安排检修，这样可防止设备发生严重事故。
2 放电带电检测技术的干扰因素
2.1 电气噪音
当使用暂态对地电压法检测时，会受变电站里的背景电气噪音的影响。这些噪音源包括:通过电力电子开关变流的直流电源、室外开关站的电晕放电、高频通信系统(如手机)。为了排除干扰，我们可以在检测前将TEV传感器水平放置在不出现局放活动的金属制品表面上(如金属门)，观察显示的数值。一般显示的数值需要低于10dB，若数值过高将导致无法测量实时暂态对地电压局放信号。2016年9月2日对化工一变进行局放普测，检测人员使用TEV传感器进行检测，发现化热B162开关上数值偏高。数值不稳定，在0dB与30dB之间不断变化，与一般发生局部放电的案例有着较大区别，怀疑受到干扰因素的影响。为排除干扰，将局部放电仪放置在变电站金属大门(不出现局放活动的制品)的表面，通过TEV法检测到0～28dB不等的数值，这与之前在开关柜上的检测数值相近，判断应该是受到干扰因素的影响。经过排查，发现变电站一盏日光灯的启辉器发生故障，这盏灯靠近化热B162开关，且检测时未关闭日光灯。随后，检测人员关闭全部灯具，并重新检测，显示UT和TEV传感器的数值都为0dB，变电站局放数值正常。分析:这是一个背景电气噪音干扰的事例。在本次检测过程中，由于检测中未关日光灯，开关柜的检测受到了故障日光灯的直流电源干扰，严重影响了局放数值的真实性。
2.2 机械振动
超声波检测传感器在现场使用时容易收到噪音和机械振动的干扰，若外部存在较大的噪音，UT传感器无法发挥检测效果，将会严重影响检测数据的真实性。其中变电站可能的噪音源包括:室内空调声音过大、风机抽风声音过响等。为了不影响检测数值，需要在检测前提前排除机械振动干扰。
3 放电带电检测技术
3.1 缺陷定位技术
缺陷定位技术分为两种类型，一种是幅值定位，另一种就是时延定位。一般来说，幅值定位需用到特高频，再加上超声波信号可产生衰减作用，传感器与放电源相距越近的话，可检测到较强的信号。然而，变电腔体中的特高频信号只能发生缓慢的衰减，可见特高频幅值达不到较高的定位精度，进行缺陷定位时，只能针对某一个气室或间隔。时延定位技术需用到所测信号之间形成的时间差，再乘以被测信号的实际传播速度，以此对放电源、传感器之间的距离进行计算。
3.2 高频局放检测法
高频局放检测技术是指对频率介于3～30MHz区间的局部放电信号进行检测和研究的一种测试方法。高频局部放电测量法的优点是传感器安装方便、安全，适合现场大规模的局部放电巡检，其测量信号带宽较宽，可进行时域和频域的综合分析。缺点是传感器需装于设备外表，会受到其他外界信号的干扰，会造成一定的误判。
3.3 超声波检测技术的应用原理
在局部设备并没有放电的情况下，待检测设备四周的粒子力、介质应力以及电场应力都会处于一个相对来说比较平衡的状态，但是在局部设备开始放电和放电过程中，该平衡就会被打破，电荷在放电过程中会发生迁移现象，当正负电荷中和以后会形成新的电流脉冲，放电区域的温度也会迅速增加，造成膨胀现象的发生。在电流通过以后，本身受热膨胀的区域又会在极短的时间之内返回到原来的状态，保持平衡。在整个过程中，局部的体积，介质的分布情况都会发生变化，在各种因素的作用下会产生在20-200KHz频率的超声波，其中蕴含着纵波、表面波和横波等，以此来实现超声波检测的目的。
3.4 电压检测法
暂态对地电压检测法主要用于检测开关柜内部局部放电状况。当开关柜发生局部放电时，电磁波信号通过金属柜体上的不连续部位泄漏到外部空间，并且能够在金属柜体的表面感应到电压信号，检测到的电压信号被称为暂态对地电压。通常来说，检测时将局放仪的TEV传感器附着在电气设备金属柜体，靠近缝隙、观察窗、排气口处，便可自动显示出检测结果。这种方法操作简便，易于快速分析判断，非常适用于大规模电气设备的普测工作中。根据国家电网规范，检测结果＞20dB诊断为异常，需要进行处理。
4 技术发展趋势
对变电和容性设备进行带电检测能够及时发现设备故障，检测方便快捷。故障发现后，可以根据故障的严重程度，决定是否对设备进行停电试验，停电试验能够准确地发现故障类型并确定维修方案。带电检测的优点是不影响电力系统的稳定运行，不需停电操作，不需要改变电网运行方式，不会造成社会上用户停电，可以大大提高经济效益和扩大社会效益。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。
5 结语
局部放电带电检测技术作为一项提前发现隐患的先进技术，利用暂态对地电压与超声波检测相结合的方式可以快速定位出局放位置，从而监控电气设备内部绝缘状况。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：（1）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；（2）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；（3）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，实现变电与容性设备的故障快速诊断和精准决策。
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