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带电检测技术在配电线路设备运检中的应用石峰

发表时间：2021/8/11 来源：《电力设备》2020年第34期作者：石峰

[导读] 摘要：为满足人们生活和工作中对电力能源的需求，我国投入较多的资金用于建设电力设施，从而不断扩大电网规模。

        （国网临沭县供电公司山东临沭 276700）
        摘要：为满足人们生活和工作中对电力能源的需求，我国投入较多的资金用于建设电力设施，从而不断扩大电网规模。在电网中配电线路是重要的组成部分，加强配电线路检查工作，可以及时发现配电线路存在的安全隐患，针对安全隐患实施解决措施，保证配电线路以及设备处在安全稳定的运行状态。
        关键词：带电检测技术，配电设备，状态检修
        引言
        随着我国经济和社会的不断发展，由于具有供电可靠、受外界因素影响小、占地空间少等优点，在电网建设的过程中，电力电缆的应用越来越多,不论是从电压等级上、电缆容量上还是电缆长度上都上升了一个台阶。然而，随着投运时间的增长，由于受到热、电、机械、环境等应力因素的不断影响，电缆可能会出现绝缘，电气和机械性能等问题。因此，通过不停电检测及诊断技术实时评估电缆的绝缘、老化等健康状况，进而预测电缆有可能出现的故障隐患，在隐患发展成为事故之前提前处理，可以有效避免电缆事故的发生，避免非计划性停电事故，提高电缆线路的供电可靠性。
        1带电检测
        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：（1）第一个流程会出现离子化现象，放电原理为原子带有电荷；（2）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；（3）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；（4）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带电检测技术在配电线路设备运检中的应用
        2.1状态检测技术
        对配电线路和设备的状态进行检测时，为获取配电线路和设备的相关信息，通常会采用两种检测方法，分别为在线检测法和带电检测法。采用在线检测法，需要将检测设备安装在被检测设备上，并长期监测设备的运行情况。采用带电检测法，使用试验设备、仪表设备等，检测带电运行状态下的设备，可以及时掌握设备的运行情况以及潜在的安全隐患。配电线路设备在运行过程中，采用带电检测方法，使配电线路设备处于正常的运行状态，掌握被检测设备的实际情况的同时，还避免影响到用户的正常用电。（1）局部放电。测试配电线路设备的绝缘性能，需要采用局部放电检测技术，一方面可以掌握配电线路设备的绝缘性能和寿命等实际情况，另一方面可以准确查找出引发设备局部放电的原因，如绝缘强度不足、温度高或者潮湿的环境等，一旦配电线路设备发生局部放电情况，会影响到配电线路设备正常的使用。（2）检测方法。在检测配电线路设备局部放电情况时，还应考虑到其他问题，包括不同类型的电磁波、声音信号等。针对检测过程中可能出现的问题，采用不同的检测方法，并且选用的方法，还应考虑配电线路设备的容量、结构以及造价等，以便获得精准的检测结果。现阶段检测配电线路设备的局部放电现象，采用的方法包括声音、光声光谱、局部测量以及高频等方法。对配电线路和设备进行检测时，应根据IEC62478标准，可以使配电线路设备处于正常运行状态下进行测试，按照该标准，可以采用声音方法检测局部放电情况。

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        2.2红外测温技术
        红外测温技术，通过红外线测量被测物体的温度等物理性质，在测量中掌握物体能量密度分布状态，进而判断出被测物体存在的问题。红外线是由波长在0.75～1000μm的电磁波组成，在检测物体时，可以不需要接触物体，并且具有灵敏度高、响应速度快等特点，通过检测可以及时发现物体存在的问题，如配电线路设备的绝缘材料出现老化情况等，根据检测结果实施相应的解决措施。红外测温技术适用范围较为广泛，可以对配电线路设备进行大面积检测，主要检测配线线路设备由于发热，或者电压致热导致设备内部出现缺陷等情况。但是为获得准确的检测数据，需要使用精度较高、性能良好的检测仪器，并在不受外界因素干扰的环境中进行。使用红外检测技术，通过检测表面的温度变化情况掌握设备的实际情况，但是无法掌握内部情况，如电缆接头是否存在接触过热的情况。由于只能用于检测设备的外部温度情况，无法控制检测产生的误差，从而影响到检测精度。
        2.3暂态地电压检测技术
        配电线路设备出现局部放电情况时，会使设备与接地系统之间产生暂态电压脉冲。采用暂态地电压检测技术，通过检测配电线路设备的局部放电情况，可以收集到放电点发出的辐射电磁波信号，根据信号的变化，判断设备金属外壳带有的暂态地电压持续状态。暂态地电压检测过程，将检测装置安装在设备上，由于设备出现局部放电的情况，产生的电磁波信号向相反的方向传播，在传播过程中接触到金属外壳，外壳产生的电压，经由检测装置的检测，可以发现设备存在的问题。采用暂态地电压检测技术，可以检测多种配电线路设备，包括TEV传感器、开关柜以及配电柜等设备的局部放电情况。以检测TEV传感器为例，将检测装置放置在传感器的两端，通过两端的接收装置，可以确定局部放电的位置，掌握局部放电的强度和频度。暂态地电压技术在检测过程中，获得的电压幅值，与局部放电的放电量和传播途径有关。
        2.4超声波检测技术
        采用超声波检测技术检测配电线路设备局部放电情况，该技术会在配电线路设备放电前，检测出放电点周围的情况，包括电场应力、介质应力以及粒子应力等。配电线路设备在出现局部放电情况时，放电点会快速释放出电荷，电荷聚积的过程，会形成电流陡脉冲，一旦脉冲增长至一定程度，会增强局部放电能量释放的能力，导致放电点的空间由快速膨胀状态转为快速冷缩状态，在变化过程中会使放电点周围的应力产生振荡，受到振荡作用，配电线路设备正常运行受到影响。该技术的适用范围包括设备表面放电、金属外壳传感器局部放电等，局部放电的强度，与振动幅度和声波相度有关。在相同放电状态下，介质的弹性系数会影响到振动幅度，如配电线路设备在气体中，会产生较大的振动幅度。采用超声波检测技术时，还可以将该技术用于检测如下的装置，包括配电变压器、开关柜、配电柜以及断路器等，并且该技术可以检测出微量的放电过程中产生的声波。但是该技术无法应用在电缆终端、接头等设备中，主要是上述设备中发生局部放电，未能产生较大的振动幅度，无法检测出发生的局部放电情况。
        3 结束语
        在检测配电线路设备时，使配电线路设备处于带电状态检测，需要使用到不同的带电检测技术，采用不同的技术，既能准确掌握局部放电的原因和位置，还能获得良好的检测效果，并保证电网可以正常的供电，避免影响到用户正常的生活和工作。
        参考文献：
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        [2]范闻博,盛万兴,高媛,韩筛根,周勐.带电检测技术在配电设备状态检修中的应用研究[J].电气应用,2013,32(17):64-67+80.
        [3]张磊祺,盛博杰,姜伟等.交叉互联高压电缆系统的局部放电在线监测和定位[J].高电压技术,2015,41(08):2706-2715.