电力设备综合带电检测技术车载化应用研究

发表时间:2020/9/23   来源:《当代电力文化》2020年12期   作者: 马海明 黄强 唐青
[导读] 我国电力系统正朝着特高压大电网输变电模式、智能化变配电系统
        马海明  黄强  唐青
        国网新疆电力有限公司阿勒泰供电公司  新疆阿勒泰市    836099
        摘要:我国电力系统正朝着特高压大电网输变电模式、智能化变配电系统、清洁能源大规模开发利用的方向发展,在电网规模大规模发展的同时,对电气设备运行的稳定性和可靠性提出了更严格的要求,同时电力设备综合带电检测技术车载化平台具有集成化、数字化、智能化、机动性特点,能够有效提高带电检测效率,未来必将成为带电检测的发展方向。
        关键词:电力设备;带电检测;车载化;
1放电带电检测技术
1.1地电波检测
        当开关柜的绝缘层中出现局部放电时,就会产生电磁波该电磁波是在无线电的频率范围之内的,其中有一部分电磁波会沿着间隙传播出去,一旦传播出去的电磁波遇到开关柜的接地金属外壳,就会立即产生一个电压大概在几毫伏到几伏之间的瞬态接地电压,这种瞬态接地电压从产生到消失存在的时间并不长久。因此,当开关柜处于工作状态时可以通过检测瞬态接地电压来检测设备的局部放电活动。根据我国电力检测的有关规定,瞬态接地电压的检测周期应该按以下标准:如果变电设备为新设备,根据规定应该在设备投入运行一星期之内对其进行瞬态接地电压的检测;设备在运行过程中也应该按规定标准进行检测,一般在半年到一年的时间内对设备进行一次检测;如果设备运行出现故障或运行不良时也应该检测一次。另外,在检测的过程中应该特别注意,每一次检测对于同一站的所有开关柜所使用的检测仪器应该相同。当采用地电波的方式对变电设备进行检测时,判断变电设备是否存在放电现象的一个非常重要的依据便是放电脉冲数,在设备运行状态良好的情况下,2s之内放电脉冲数在50~500个之间,如果检测时发现放电脉冲数超过1000时,就应该及时采取相应的措施加以解决,防止危险发生。
1.2红外测温技术的主要使用范围
        对于红外测温技术而言,其能够实现对待测设备的大面积扫描,具有系统性和全面性特点,主要使用范围包括以下两部分:首先是可以用来检测因为电流存在所导致的设备发热现象;此外,该技术还可以用于对发热设备的整体检测。但是红外测温技术对于周围的环境要求比较高,在使用该技术进行检测工作的时候,应该尽可能的保证周围风速和其他辐射都符合该技术的使用要求。现阶段来看,在使用红外测温技术进行状态检修工作的时候,大多是采用准确检测与红外测温技术联合的方法,首先是对带电设备进行快速检测,在发现问题的基础上,再进行详细的扫描和检测,并且在检测过程中会由于受下述因素的影响而使得诊断结果存在一定误差:其一是传导条件;其二是周围环境等。
1.3超声波检测法
        超声波检测法主要用于检测空气中放电状况。当开关柜发生局部放电时,会出现震动等物理现象,并且会以声波的形式传播。检测时,利用UT传感器,采集超声波信号,再将超声波信号转成电信号进行检测,并显示检测结果。一般检测时将传感器放在电气设备外壳的缝隙、通风口上方,当与局放源形成直线时,能够检测到局放数值。该方法不受各种外部电气干扰影响,并能够对故障精准定位。根据国家电网规范,数值>8dB且≤15dB诊断为异常,数值>15dB诊断为缺陷。
1.4暂态对地电压检测法
        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。


2带电检测车载化系统的实现
2.1车辆改装
        为兼容带电作业工具的特定要求,最大化的利用空间,需对车辆进行改装。车辆选用全顺客车进行改装,车身长度小于6.5米,改装后的车辆分为驾乘区和测试区,测试区用于放置测试设备和工作台。改装后的车辆具有以下特点:(1)三台车载设备置于工作台上,取样后可在车上测试;(2)车载设备测试数据可直接与计算机系统相连;轻便的便携设备测试数据可在车辆内工作台上将数据导入到计算机系统;较重的便携设备通过专用数据线将测试数据导入到计算机系统,设备不必搬上车;(3)车辆有外市电接口、车载电源输出接口和明显的地线柱;(4)配备有声光报警器,在仪器通电试验时,进行声光报警提示;(5)车辆装备可视倒车雷达和GPS导航系统,方便车辆安全使用;(6)为防止仪器设备在运输过程中因震动、冲击等受损,车辆设计及改装都充分考虑仪器设备防震措施。
2.2检测设备系统
        检测仪器依据使用方式分为便携类及车载类两种。便携类设备主要包括:SF6设备泄漏点成像检测仪、红外测温仪、紫外线电晕观测仪、局部放电测试仪、变压器接地电流测量仪、容性设备及避雷器相对介损带电检测系统。便携设备及附件定位存放于车上的柜、屉中,均配有紧固带及防震锁扣底盘。车载类设备包括:便携式油气分析仪、便携式SF6综合分析仪、油介损测试仪。该类设备安装于操作台面上,并设计有防震措施。辅助设备及附件包括供电单元设备、音频扩音及通话设备、空调系统、绝缘梯、应急灯、接地棒、灭火器、安全带等。
2.3辅助系统
2.3.1供电回路单元
        车载平台负载大约5kVA。为优先保证重要设备用电,将车载负载分为关键负载与非关键负载两类。其中,关键负载包括试验设备、工控机等,最大功率约为3kVA;非关键负载包括空调等,最大功率约为2kVA。供电回路单元采用市电+逆变器+蓄电池的方案,电源设备容量根据实际需要配置;电源系统采用双电源供电,电能来源主要包括市电供电和汽车发动机供电两种途径,设计方案遵循“优先使用市电、蓄电池蓄能备用,汽车发电机为辅助”的原则进行设计。供电单元具备正弦波逆变器、自适应充电技术的电池充电器和市电切换开关、不掉电功能,可不间断从外部AC切换到逆变输出,并设置有AC电源管理系统避免AC输入过载。根据车辆负载情况配置12V/400AH的电池组。其性能具有如下特点:(1)市电分经过多功能逆变电源分为两个支路接入负载,优保证关键负载在一定时间内不间断运行;(2)蓄电池利用AC充电或在发动机转速1200rpm条件下利用汽车发电机充电时,充电时间需要大约5个小时;(3)市电和蓄电池可同时供电,提高有限时间内的最大输出功率,为8kVA;(4)用充满后的蓄电池单独供电时,能满足关键负载满负荷工作约2小时;(5)无市电输入或掉电时,在关键负载回路剩余功率足够的情况下,需自行将非关键负载切换到关键负载回路,非关键负载设备才可工作,如空调;(6)配备智能供电单元具备对通过控制面板可以对车载电源系统各项参数进行监测、匹配、管理等。
2.3.2基本电气控制单元
        便携设备均自带电池供电,部分便携设备可通过电源适配器工作。车载用电回路设有空开、漏保和紧急停止按钮,关键位置设置醒目的警告提示标志,防止误操作。
2.3.3车辆环境单元
        带电检修系统车顶有现场试验照明用灯,同时配备可移动式应急用灯(可充电),当现场不具备照明或者照明条件不充分时,可采用车载的照明系统完成试验。车辆装备除车载空调外的一套独立空调系统,方便在停车试验时进行除湿、降温等试验室环境调节。安装顶置换气扇,可进行车内外换气,改善试验区空气质量。
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[J].湖南电力,2012,32(1).
[2]冯义,刘鹏,涂明涛.局部放电测试新技术在10kV配电设备状态监测中的应用[J].电世界,2010(8).
[3]郝艳捧,李彦明.电力变压器局部放电检测技术的现状和发展[J].电工电能新技术,2001,20(2).
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