水电站电气检测与应用

邓县芳

摘 要：电力能源是社会发展必不可少的重要能源。电气检测的核心在设备，设备的正常运行是一切工作正常进行的前提。文章介绍了预防性试验对水电站建设的重要性，同时给出有关设备局部放电的检测方法，为增强电气设备安全运行提供了些许参考。

关键词：水电站；电气；检测

1 水电站电气设备进行预防性试验工作的重要性

（1）试验工作时提升水电站管理水平的重要环节。水电站的运行工作需要进行安全维护，而关键就在于电气设备的维护。加强水电站电气设备的预防性试验能增加其管理水平，保证工作运行高效，能源产生传送安全，经济快速发展。（2）试验工作能够保障水电站设备的安全运行。电气设备是关键，是核心。加强水电站设备的预防性试验工作，探查设备的运行状况，且对于长期使用的水电站电气设备认真检查，对保证水电站正常工作具有重大意義。预防性试验能够及时发现设备在投入正常运行后可能出现的故障及问题且及时作出处理，避免造成大的人力财力损失，有效阻止安全事故发生。（3）试验工作能够适应电力企业安全生产需要。企业在进行安全生产时，在看重经济效益的同时，更要注重生产的安全性。只有保证企业生产过程的安全性，才能保证企业能够有稳定的经济效益。保证设备的安全工作，就能保证系统的安全运行，进而使其能够安全有效的生产。

2 水电站预防性试验的分类

（1）非破坏性试验。非破坏性试验是指不会对电气设备造成更严重破坏的试验。这种试验通常是通过较低的试验电压来完成的，且在这类电压的作用下，电气设备不会因电压的大小对电气设备产生二次损害或者是更严重的伤害。非破坏性试验能够有效发现设备中可能存在的故障和劣化现象。破坏性试验常用的方法有两类：测量设备的泄露电流和测量设备的绝缘电阻，具体方法是测量绝缘电阻。这是最常用的试验方法，利用兆欧表测量。根据测得的数据可以观测或推断设备存在的一些缺陷。然后，据所得的缺陷即可进行相应的维修，保证设备稳定运行。测量泄露电阻。原理同测量绝缘电阻类似，但是相比较上一条，其有以下优势：可随意调节试验电压；可以通过单位换算把测量电流值换成绝缘电阻值，而通过兆欧表则不能逆行；可以通过伏安特性曲线关系测量吸收比来判断设备可能存在的绝缘缺陷。（2）破坏性试验。破坏性试验是指通过对水电站电气设备施加高压，试验设备在较高压及条件恶劣的危险情况下是否有缺陷存在。因此，此种试验方法对设备绝缘可靠性的要求非常严格。破坏性试验通常分为以下两类：交流耐压试验和直流耐压试验。交流耐压试验能够进一步诊断出电气设备的绝缘缺陷，是鉴定绝缘强度最有效直接的方法，其有效实行能够保证设备绝缘效果、避免发生事故。直流耐压试验能够发现设备的绝缘劣化、受潮，同时对设备的某些局部绝缘缺陷也有特殊检测的效果。这两种试验方法相辅相成，共同使用，不能只使用其中一种方法，这样就能更大可能的保证设备运行的安全性。

3 局部放电检测

3.1 局部放电的检测概况

水电站电气设备绝缘内部会存在不完善的地方或者长期受外界环境干扰，外界施加一定电压下会发生局部和重复的击穿和熄灭现象，而这种现象就称作局部放电。短期内，这种现象不会对电气设备的工作产生多大影响，但如果长期作用下去，将会使得整个系统的绝缘都会被破坏，最终导致设备瘫痪，供电中断。当绝缘介质内部局部放电时，会产生类似电脉冲、电磁波放射的有电现象，也会产生如光、热、气压变化等现象。目前，针对这些现象的检测技术分为两个部分：信号的提取和信号的分析。

3.2 电信号的提取

（1）脉冲电流法。当水电站电气设备绝缘介质内部发生局部放电现象时，会伴随脉冲电流，通过检查该电流就能够确定放电的电量数。图2所示为一般测量局部放电回路简图，Cx表示被试品的电容，Ck表示耦合电容，Zm表示测量阻抗，Z表示低通滤波器，A表示放大器，M表示测量仪器。

该方法使用范围较广，可用于电气设备局部放电的大多数场合测量工作。它能够测量局部放电的值，且工作电路简单，但测量精度不算精确，不能确定局部放电点的具体位置。

（2）超声波法。局部放电产生的声波，通过检测该声波，判断设备局部放电的大小及位置，然后对信号进行分析探讨就能够判断是否有局部放电现象发生。具体工作方法是将超声传感器固定于电气设备的外壳上，采用压电晶体作为电-声换能器，然后将声波信号转化为电信号，并放大后通过电缆传送至监测系统。该工作方法的精度很高，能有效地鉴定局部放电位置，且其抗电磁干扰能力很强。但因局部放电声波的传播情况复杂，所以，定量工作难以保证。

（3）光学法。光学法通过局部放电过程中不同的发光现象来进行检测。不同放电形式发出的光波波长有差异，比较弱小的电晕放电，所发出的光波长较短，小于400nm，颜色呈现紫色居多，大部分属于紫外线范围。而对于放电情况较强的火花放电，其波长可超过700nm，颜色也呈现橘红色，大部分属于可见光范围。此工作方法的灵敏度高，可准确确定局部放电的位置，且抗干扰性能优良。缺点是对非透明装置的局部放电现象无能为力。

4 局部放电的分析

（1）模拟带通滤波器运用。此种方法是最常用的干扰抑制方法，在脉冲电流法当中，选择合适的滤波器频带范围可有效地抑制来自电源的干扰。（2）数字滤波技术运用。此种方法是运用软件的方法来抑制干扰。和前面一种方法相比，它具有可任意改变其数目、中心频带和带宽的优点。（3）小波分析技术运用。小波分析的特点受惠于工程技术应用领域，有时间域自变量及频域自变量的运算和内积，从而达到可测能量有限的全体信号的集合。不仅有优良的频域分析能力，而且具有优良的线性相位特性，能够在不改变信号可评估性的同时进行噪声抑制。基于小波分析的噪声抑制的理论是多分辨分析，然后选取适当的阈值，对小波分解系数进行阈值量化，最后再对高低频系数重构，实现信号的去躁，最终实现局部放电信号的提取。

5 结束语

韶关地处粤北山区，中小水电站已成为本地区经济发展的重要支柱。电气检测与应用在中小型水电站技术成熟情况，直接影响水电站检修人员安全及管理人员的技术。目前在本地区已有许多水电站采用，包括南雄瀑布水电站、始兴墨江闸坝水电站和乳源泉水电站等。据上述电站现场运行资料反映，安全操作检测数据可靠。一是提高了劳动生产率，二是增加了运行水电站技术人员知识，三是增加了水电站生产检测人员安全措施。因此保障水电站设备的安全运行在本地区具有显著的重要性。水电站电气设备的绝缘预防性试验对整个系统的安全稳定工作有着举足轻重的作用，同时，对电气设备进行的局部放电检测工作也同样重要。运用文中所述的工作方法，提高工作人员的职业素质、职业能力，保证工作进行时的认真态度，做好电气设备的绝缘预防性工作和局部放电检测工作对水电站的建设工作，对国家电力事业的建设工作都有非常重要的意义。

参考文献

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