电气设备带电检测述评

周卫华，谢耀恒，吕玉宏，雷红才，叶会生，段肖力

(1.国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007；2.国网湖南省电力公司，湖南长沙410007)

电气设备带电检测述评

周卫华1，谢耀恒1，吕玉宏2，雷红才2，叶会生1，段肖力1

(1.国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007；2.国网湖南省电力公司，湖南长沙410007)

文中从带电检测方法、缺陷类型的识别和局部放电源的定位及带电检测工作管理等几个方面进行归纳，综述这些方面近年来的重要研究成果和进展，讨论现有带电检测技术的局限性、局部放电源的严重程度评估方法、不同类型电压作用下局部放电的检测与分析、带电检测发展模式、带电检测工作信息化和智能化及基于不停电检测的状态检修体系建立等目前带电检测研究及实践中存在的问题，提出今后研究和应用中可能的发展方向。

带电检测；局部放电；模式识别；严重程度评估；信息化；状态检修

输变电设备带电检测是设备状态检测和诊断的重要手段，是获得设备状态量并及时发现设备潜伏性运行隐患的有效方法。自20世纪60年代开始，欧美电力工业发达国家在电网中逐步采用状态检修模式，部分国家通过采用带电检测加故障检修模式，已基本实现零计划停电检测。带电检测技术在国外发展较早，特别是针对带电检测和在线监测技术的探索研究已有40多年的历史〔1-3〕。国内电力设备检修在过去较长时间内强调停电检修的计划性和全面性，带电检测技术发展相对缓慢。近年来，随着状态检修工作理念的逐步深入，带电检测技术得到了极大的重视，相对较成熟的有变压器油色谱分析、红外热像检测、超声波局部放电检测等，在结构复杂的变压器中超声波、特高频局部放电检测等技术也处于积极研究探索应用阶段〔4-7〕。

近年来，国家电网公司高度重视带电检测工作推广应用，部分省电力公司如北京、浙江、江苏、上海、湖南等公司已建立了较为完备的带电检测管理与技术体系，积累了较多的应用成果，逐步出台了相关的带电检测管理规定、指导意见，并制定了带电检测技术现场应用导则和仪器技术规范，国内带电检测工作方兴未艾，正朝着有序、规范化方向推进。

作为电气设备绝缘性能重要的评价手段，带电检测技术中的局部放电的检测与分析是研究机构、设备制造厂商及电力系统运行部门最为关心的问题，对于电气设备内部故障，特别是突发性故障早期、局部放电的检测比介损测量、油色谱分析、SF6气体分析等手段更为灵敏和有效，已成为近年来带电检测技术发展的重要方向〔8-10〕。随着近年来高电压等级电网的大量建设，对设备安全可靠运行的重视程度日益增加，电气设备局部放电的研究及现场应用获得了极大的进展。

文中针对电气设备带电检测现状，综述了近年来带电检测技术尤其是局部放电检测和分析以及带电检测工作管理等方面的相关重要研究成果与实践成效，讨论了目前电气设备带电检测研究及实践中存在的问题及可能的解决思路，并提出了今后研究和应用中可能的发展方向。

1 带电检测技术简述

电气设备种类较为繁多，不同种类的设备带电检测技术和方法各异，检测技术和设备的先进性和推广程度也各不相同。目前应用在电力系统中的带电检测技术主要分为油气、介损电流、成像检测和局部放电等四大类。

1.1 油气类检测技术

油气类检测技术主要包括油中溶解气体分析法和SF6气体分解产物分析法，油中溶解气体分析是诊断变压器、互感器等充油设备潜伏性故障的有效方法。目前，主要采用气相色谱法对油中溶解气体组分含量进行分析，通过脱气将溶解气体从油中定量地脱出，实现H2，CH4，C2H4，C2H6，C2H2，CO，CO2等7种组分的分析，根据三比值法可对故障类型做初步诊断。该技术应用成熟，且已有国家和行业标准可供参考〔11〕。

SF6气体分解产物分析是利用SF6在局部放电和过热的作用下发生分解，生成多种类型的气体产物实现对SF6绝缘类设备的故障诊断。近年来众多研究者对影响SF6气体分解产物的各种因素及利用SF6气体分解产物进行故障类型识别等相关内容进行了大量研究，取得了大量的成果，有力推动了该方面研究与应用的进展〔12-13〕。

1.2 介损电流类检测技术

介损电流类检测技术主要包括变压器铁芯接地电流测试、避雷器运行中持续电流检测和容性设备相对介损及电容量测试。目前，国内外都把铁芯接地电流作为诊断大型变压器铁芯短路故障的特征量，在现场通常利用特制线圈制作的高灵敏度传感器，在不改变原设备接线的情况下，选择信号取样点在变压器铁芯接地引出线处进行测量。

避雷器运行中持续电流检测主要应用对象是无间隙金属氧化物避雷器，通过测试运行全电流、阻性电流及阻抗角等反映避雷器运行状况。避雷器带电测试过程中，现场的各种干扰较多，目前应用较多的测试方法是补偿法测量阻性泄漏电流，该检测方法能够较好地消除现场的干扰，得到较为准确的试验数据〔14〕。

相对介损及电容量检测是在设备运行条件下应用同相相对比较法对电容型设备的介质损耗因素和电容量进行测量，适用于有末屏或电容低压端引出的电容型设备，如高压套管、电流互感器、耦合电容器、电容式电压互感器等〔15〕。

1.3 成像类检测技术

在电网应用较为成熟的成像类带电检测技术主要有红外热成像检测和紫外成像检测。红外热成像检测主要用来检测电器设备的发热故障点，该技术几乎可以测量表面发出红外辐射不受阻挡的任何设备，但也有一定的局限性，如不能测量对于距离设备表面较远的某些设备内部故障部位等。目前的研究主要集中在基于红外热图像的缺陷自动识别和在线监测系统开发等方面〔16〕。另外，红外成像技术在SF6气体泄漏检测中也有应用，可实现SF6电气设备的带电检漏和泄漏点的精确定位，由于具有非接触、高灵敏度、无需背景等优势，在电网应用愈发广泛并取得了不错的效果。

紫外成像法主要用于检测设备表面由于外伤、污秽或绝缘缺陷等形成的局部放电。检测光子数量受到检测距离、增益、气压、温度等因素的影响使得该技术应用具有局限性。近年来已有学者在紫外图像预处理算法、边缘检测算法和图像参数提取方法等方面开展了大量研究，根据紫外图像快速准确判断出电力设备的放电程度和放电位置，具有较高的实用价值〔17-18〕。

1.4 局部放电类检测技术

局部放电是绝缘介质中局部区域击穿导致的放电现象，是造成绝缘劣化的主要原因。局部放电的检测都是以局部放电发生时所产生的各种物理量的检测为基础。目前，在电网中应用较为广泛的检测方法有特高频法、超声波法、暂态地电压法和高频法。对局部放电源的定位往往借助这些常见的检测方法，通过多个传感器的检测和空间信号分析等进行定位。

1.4.1 局部放电检测方法

电力设备内发生局部放电时的电流脉冲(上升沿为ns级)能在内部激励频率高达数GHz的电磁波，通过检测这种特高频电磁波信号实现对局部放电的检测〔9〕。研究表明，GIS系统如同一系列的谐振腔，谐振腔中信号传播损耗小，信号传播时间长，通常1个ns级的局部放电信号可以持续1 ms以上，有利于信号的检测。特高频检测频段高(通常为300～3 000 MHz)，具有抗干扰能力强、检测灵敏度高等优点，可用于电力设备局部放电类缺陷的检测、定位和故障类型识别，以英国DMS公司为代表的特高频局放检测设备得到了广泛应用。就特高频法本身而言，近十几年来并未有大的改变，但特高频信号的检测技术，特别是特高频传感器技术近年来的发展较快，涌现出了一系列不同结构、不同形式及适用于不同场合的特高频传感器〔19〕。

超声波检测可对频率为20～200 kHz的声信号进行采集、分析和判断。局部放电产生的声频谱分布很宽，在GIS的局部放电检测中，超声波检测传感器谐振频率一般在40 kHz左右。而在变压器中，其谐振频率一般在150 kHz左右。除了局部放电产生的声波外，自由金属颗粒撞击导体、操作导致的机械振动等也会产生声波。超声波检测法中已得到较多研究的是放电类型识别，其中针对自由颗粒，有许多学者开展了通过飞行时间和超声信号幅值等因素对其危险性的评估〔20-21〕。

暂态地电压法(频率范围通常为3～100 MHz)，用来判断设备内部是否存在绝缘故障，广泛应用于开关柜、环网柜等设备的内部绝缘缺陷检测。研究结果表明，暂态地电压检测技术对尖端放电、悬浮放电和绝缘子内部放电比较敏感，检测效果较好，而对沿面放电不敏感，因此常将其与超声波检测法配合使用。英国EA公司的便携式局放检测设备集成了暂态地电压和超声波2种方法，得到了广泛的应用。

高频检测法是局部放电带电检测中常用的测量方法，其检测频率范围通常为3～30 MHz，可广泛应用于高压电力电缆及其附件、变压器、电抗器、旋转电机等电力设备的局放检测。由于高频法检测频率相对较低，现场测试容易受到各种电磁干扰的影响，如何将干扰信号去除是其较为困难和关键的问题之一。文献〔22〕提出了一种较为独特的基于脉冲波形特征分类的处理方法剔除噪声，即将噪声脉冲和局放脉冲进行时域和频域的转换，分别计算每个脉冲波形的等效时间T和等效频宽W，将其映射到T—W的二维平面上进行聚类，根据噪声聚类和局放聚类的不同，从而将噪声和局放信号分离，该方法的噪声分离流程如图1所示。

图1 等效时频法进行噪声排除的示意图

1.4.2 局部放电类型的模式识别技术

不同类型的放电缺陷对绝缘的破坏程度有着很大的差异。为了有效地实现分类识别，就需要选择和提取能够反映不同放电缺陷的本质特征，形成放电特征指纹库。目前局部放电特征提取常用的方法主要有统计特征参数法、分形特征参数法等。这些特征来自于实验室模拟试验和已被验证了的现场检测结果，构成典型模式样本库。统计特征参数提取方法主要基于局部放电相位图谱PRPD(如图2所示)，文献〔23〕提出了采用包括偏斜度sk，陡峭度ku，局部峰个数Pe，不对称度Q，相关系数c等描述PRPD图谱特征的统计算子进行局放模式识别，这是目前应用最为广泛的特征提取方法。近年来，许多学者研究了基于分形思想提取分形维数、空缺率等算子来进行模式识别，取得了不错的效果〔24-25〕。

图2 局部放电PRPD图谱

局放模式识别的流程是检测到放电信号，提取相关描述图谱特征的算子，将所提取的算子样本和典型模式指纹库进行比较，确定其局部放电的类型。随着人工智能技术的发展，基于人工神经网络、支持向量机等智能算法得到广泛的应用，大大提高了放电缺陷识别的准确性和客观性，目前应用最多的识别算法是神经网络算法〔9，10，26〕。但是，目前各种智能算法尚未达到完善的程度，由于局部放电的复杂性及实际有效样本不足等原因，在实际检测中，往往还需要人工干预才能做到放电类型的准确识别。

1.4.3 局部放电源的定位技术

局部放电源的定位是评价局部放电危险程度的关键步骤之一，也是局部放电研究领域的一个热点。局部放电源的定位主要有特高频定位法、超声波定位法以及它们相互结合使用的方法。在GIS中，一般采用2个传感器，根据局部放电信号到达不同传感器的时间差以及信号传播速度，计算局部放电源的位置。在变压器局部放电源定位中，通常至少需要4个传感器布置在不同侧的箱壁上，同样也是利用局放信号到达不同传感器的时间差，采用空间定位算法计算得到放电源的位置。局部放电源的定位难点在于不同传感器信号时延的获取和空间定位算法。文献对比分析了多种时延计算方法，研究认为基于最小二乘均方算法LMS的自适应时延估计法是比较理想。近年不少学者研究了遗传算法、粒子群算法、自适应优化算法等空间定位算法的有效性〔27-28〕。由于变压器结构复杂、传感器安装的限制及定位算法的误差，特别是在运行中变压器局部放电源定位方面的应用还有待进一步深入研究。

2 当前带电检测工作管理状况

在国内，经过多年的发展和积累，带电检测技术在近十几年来实现了迅猛的进步，同时，借助状态检修管理理念的深入推广，带电检测技术得到了更多的重视和发展。相应地，带电检测工作组织模式、实施流程、数据管理、队伍建设、标准体系建立等方面也开展并取得了一系列成果。

2.1 工作机制和流程

在国内，电网设备带电检测工作实行的是统一管理，分级负责。以国家电网公司为例，各级运维检修部门是带电检测工作归口管理部门，各级设备状态评价中心是带电检测工作的技术支撑单位，设备运维及检修单位是带电检测工作的具体实施单位。其中特高压交流变电站和直流换流站执行中国电科院—省电科院—省检修公司三级检测机制；其它变电站(换流站)执行省电科院—省检修公司、地市公司二级检测机制。各电力公司带电检测工作基本构建了普测预警与专业诊断相结合的检测模式。变电站运维人员开展操作简单、技术相对成熟的带电检测现场普测，电科院为主的专业技术人员开展判断复核检测或各专业联合检测。

在带电检测工作推进上，通过明确检测项目、标准、方法和周期以及规范工作流程，确保状态检测工作有序开展。以国网湖南省电力公司为例，建立了电力设备全过程带电检测机制。即在基建设备投产验收阶段，结合设备交接试验，开展设备局放带电检测；在新设备投产后1个月内，开展设备首轮全面带电检测，收集设备状态初值；并在整个设备运行阶段，结合设备运行工况变化，开展设备带电检测工作，对部分重点设备开展可移动式连续在线监测，掌控设备运行状态。

在带电检测数据管理基础上，开展设备动态评价。目前主要做法是定期将检测数据汇总至各电力公司状态评价中心，开展带电检测数据的整理、比对、筛选和维护，结合设备解体和监控信息进行综合分析，开展典型故障复现和带电检测技术比对工作，总结检测技术的有效性和针对性。

2.2 管理规定与标准体系

目前，带电检测工作管理上的指导性文件比较少，以国家电网公司为例，代表性的仅有《输变电设备状态检修试验规程》(Q/GDW 1168)和《变电设备带电检测工作指导意见》(运检一〔2014〕108)。2个文件规定了带电检测组织机构、工作内容、工作要求和评估考核，并明确了检测项目、周期、要求等，具有一定的指导意义。但还需进一步细化从计划制定、现场实施、数据分析、状态评价到跟踪检测等系统化的标准流程体系。

目前，只有油气和成像类检测技术有国家或行业标准，局部放电类带电检测技术标准尤其匮乏。目前常用的特高频法、超声波法和高频法一直未有相关权威标准颁布，尽管近几年颁布了一些相关的企业标准。IEC于2011年试图提出局部放电特高频和超声波检测的标准IEC 62478，并提出了该标准的草案，但至今未见正式标准颁布〔23〕。以国家电网公司为例，目前总共颁布了12项带电检测现场技术应用导则，还有SF6气体纯度、开关设备机械特性、开关设备分合闸电流、变压器有载分接开关声学指纹、电抗器振动测试和X射线成像检测等6项由于应用较少、不够成熟而暂未发布，其带电检测企业标准体系框架如图3所示。

图3 国家电网公司带电检测技术标准

带电检测仪器质量的好坏直接影响现场测试数据的准确性，目前仅发布了带电检测仪器技术规范企业和行业标准。以国家电网公司为例，目前总共发布了15项带电检测仪器企业技术规范。针对带电检测装置的校验，有些单位已经开展了相关的研究及应用，文献〔29〕等研究了利用吉赫兹横电磁波(GTEM)小室进行特高频传感器灵敏度的校验工作，并建立了1套特高频局部放电校验平台，示意图如图4所示。文献〔30〕提出了1种超声波局部放电校验方法，利用标准超声波传感器来校验待测传感器，并开展了初步的校验比对工作。

2014年，国家电网公司制定了带电检测装备校验比对能力评价工作方案。在中国电力科学研究院及北京和冀北电力科学院的技术支撑下，依托该方案，2015年福建、浙江、陕西、湖南等部分省级电力科学研究院建立了带电检测装置校验平台，对设备进行不同方面的检测，来评价其检测效果和工作可靠性。可见，带电检测装备校验工作正朝着实用化阶段发展。

图4 特高频局部放电校验系统示意图

3 存在的问题与未来的发展

电气设备带电检测技术经过多年的发展已经形成了一套完成的检测方法和检测流程，尤其是近年来特高频和超声波等局部放电类带电检测技术发展较快，取得了一系列重要进展。带电检测技术在现场实际应用逐渐广泛和深入，发现了众多电气设备缺陷和故障，避免了事故的发生，但仍有缺陷或故障无法避免，特别是局部放电类的缺陷或故障仍是电气设备无法从根本上避免的顽疾。尽管目前带电检测工作建立了一些管理机制、划分了各级职责，但由于电网的快速发展与检测人员不足的矛盾，导致带电检测现场工作日益繁重、带电检测数据深入分析欠缺等，也影响着带电检测的进一步发展，除了以上提到的一些问题外，带电检测特别是局部放电检测依然存在诸多问题需要解决。

3.1 局部放电检测技术盲点

电力变压器和GIS主要的局部放电检测技术主要为特高频法和超声波法，但在现场检测中发现这2种方法并不能发现所有缺陷。文献〔9〕以实验室GIS典型缺陷为例开展了不同检测方法有效性的研究，发现对于盆式绝缘子内部气隙放电，由于绝缘环氧树脂材料会吸收超声波，使得超声波法完全不能检测到局部放电信号；对于盆式绝缘子沿面放电，由于局部放电产生的电荷部分通过盆式绝缘子泄漏，导致放电脉冲信号的起始沿降低，所激发的特高频信号相对较弱，因此特高频法和超声波法对于涉及盆式绝缘子固体绝缘的放电检测效果有限，而沿面放电是GIS最为严重的缺陷类型。现场就出现过GIS安装有特高频局放在线监测装置无报警而闪络的情况，刚刚进行过超声波检测的GIS发生盆式绝缘子闪络的事故，这说明了目前现场常用的检测方法还存在一定的局限性，不能完全检测所有缺陷。

对于运行中的变压器，能安装特高频传感器的位置有限，只能通过放油阀及放油管道进行安装。文献〔31〕研究了实验室下不同结构的放油阀对特高频信号衰减规律的影响，发现只有通过球阀或闸阀且传感器尽量贴近变压器内壁才有可能检测到较强幅度的特高频信号，但没有考虑在实际变压器有绕组、铁芯等复杂结构下，局部放电缺陷位于绕组内部、绕组与铁芯之间不同对特高频信号传播规律和检测效果的影响。因此更为精确的检测技术的持续研究仍是局部放电研究领域的重要研究内容之一。

3.2 局部放电严重程度评估

对GIS的严重程度评估方面，文献〔32〕根据GIS设备中局部放电缺陷类型的辨识结果以及放电风险评估的影响因素，以故障概率和故障后果来决定局部放电故障的预警等级。文献〔33〕针对GIS设备中绝缘子沿面放电缺陷进行了长期的试验获取了丰富的实验数据，详细分析了不同放电缺陷发展过程中的物理过程，并依据局部放电灰度图像特征参数对局部放电的发展过程进行了划分，建立了相应的放电严重程度评估方法。CIGRE WG D1.03工作组则建立了详细的基于局部放电检测的危险评估流程，检测到局部放电后，根据缺陷位置、外加电压的波形和水平、放电持续时间及缺陷类型等4个因素进行绝缘失效概率的计算，进而进行严重程度的评估〔23，34〕。该流程可在出厂试验、交接试验及运行过程中进行评估，其推荐的局部放电严重程度评估流程如图5所示。

图5 CIGRE推荐的局部放电严重程度评估流程

虽然目前针对GIS局部放电严重程度开展了一些研究，但是严重程度等级的划分原则仍有较大主观性，且缺少现场实测数据的支撑；另外，对于变压器等其他设备的相关研究未见报道，由于设备结构和绝缘介质的不同，还需要基于更为深入的检测结果分析针对性构建严重程度评估方法及流程。

3.3 不同类型电压作用下局部放电的检测和分析

随着高压直流输电技术的发展，直流输电工程越来越多地应用于远距离大规模输电。近年来，直流电压作用下直流设备的局部放电检测得到了重视，已有许多学者和机构开展了这方面的研究，主要集中在直流电压下局部放电机理、特性和检测技术的研究，以及复合电压下电气设备的局部放电特性，研究认为交流电压主要影响局部放电强度，直流电压则影响局部放电发生的位置和极性。

此外，冲击电压下局部放电的检测近年来也是研究的热点，但是单一冲击耐压不能发现所有类型的局部放电缺陷，若结合局部放电带电检测将冲击电压则以往单纯的耐压试验提升为诊断性试验，能极大地提升现场冲击电压下设备的绝缘评估准确程度。文献〔35〕系统地研究了GIS绝缘系统在振荡型冲击电压下局部放电的检测及分析方法，并在现场进行了应用。

总之，目前越来越多的研究开始关注直流、冲击等电压作用下电气设备的局部放电检测与分析，一方面从局部放电角度分析在这些电压作用下电气设备绝缘系统的局部放电特性，另一方面在耐压试验中开展局部放电检测和分析，从而提高绝缘诊断的准确程度，这也是局部放电研究领域的一个趋势。因此未来应进一步加强在直流电压、复合电压及冲击电压下局部放电的相关研究。

3.4 带电检测模式

随着检修模式由计划检修向状态检修模式转变，电力设备检测方式经历了计划停电检测、带电检测、在线监测。从技术上看，在线监测是未来设备检测方式的发展趋势，但由于在线监测近年来监测装备本身出现了不少问题，现在又有从在线监测回归到以带电检测为主的趋势。不论是带电检测还是在线监测，两者本质是相同的，两者都只是手段，发现设备缺陷避免事故是最终的目的。目前来看，比较经济的方式是以带电检测开展设备状态普测，发现有疑似异常的设备进行短期移动式在线监测是比较合适的方式，但是对于重要的设备，进行持续的在线监测仍是不可或缺的重要环节。

目前在线监测争议较大的根本原因是在线监测装置本身的不可靠性。文献〔36〕统计分析了在线监测技术在国家电网公司的应用状况，指出随着在线监测装置安装数量的增加，装置故障次数也在逐步增加，其中传感器和测量系统的故障尤为突出，说明在线监测装置本身的不可靠性仍是一个重要问题。装置本身运行不稳定、故障率高、维护工作量大、检测数据不稳定，这些都是影响在线监测技术进一步应用的重要原因。除了在线监测装置本身的不可靠性外，另外一个重要原因是在线监测装置的抗干扰性能不足，现场实际运行中，经常出现误报警的情况，给运行维护带来很大的工作量。其实这些问题在带电检测设备上也同样存在。目前已有一些单位建立了带电检测装置和在线监测装置入网检测平台，对入网的设备进行不同方面的检测，来评价设备的质量。针对检测装备的抗干扰性能，也有必要建立一个评价体系和相应的平台，用来开展入网的检测设备的抗干扰性能评估。目前国网湖南省电力公司正在开展这方面的一些研究，针对现场检测中常见的干扰源，研制相应的干扰源信号产生和检测平台，建立带电检测设备抗干扰性能的评价体系及相关标准。

3.5 带电检测工作信息化和智能化

目前，带电检测工作业务还存在若干问题，如带电检测数据整合性、系统性不够，现场工作收集的数据种类多、数量大，当设备带电检测出现问题时，只能采用从往期测试数据中一一查找比对的方式，分析过程繁琐、低效；此外带电检测数据多以分散的方式存放在各运行单位，导致深入的大数据分析不够。带电检测工作的远程诊断和网络化程度也不够，无法充分实现诊断知识与数据共享，不能弥补现场工作人员经验的不足，提高故障诊断的准确性。

随着技术的不断发展，移动、云计算、物联网技术在电力行业得到了广泛的应用。南方电网公司已对物联网技术在电网企业中的应用进行了初步研究。文献〔37〕认为电气设备物联网是一个以物联网为基础的输变电设备智能监测、状态评估和全寿命周期管理一体化系统。目前，国家电网公司也提出了智能运检管控系统，即通过接入多个系统的数据实现设备的全面状态诊断，在此方面已开展了一些研究开发工作。未来带电检测技术应重点往“互联网+智能检测”方向发展，进一步加强与大数据、云计算、物联网、无人机、机器人等先进信息通信技术和智能运检装备的紧密结合，实现检测终端智能化、数据管理信息化、数据诊断远程化。

3.6 基于不停电检测的状态检修体系

随着成熟带电检测技术的推广与应用，带电检测已成为掌握设备状态最主要的手段之一。目前，随着电网规模的日益增长与扩大，检修人员的工作量逐年递增，生产承载压力逐渐变大，以国家电网公司为例，即使根据其颁布的《输变电设备状态检修试验规程》(GDW 1168—2013)对状态检修的最长检修周期进行调整:对开展了带电检测的设备，其最长检修周期可为6年；如设备状态良好，则还可在此基础上延长1年，即最长检修周期可达到7年，仍然不能满足在最长检修周期内所有电气设备开展停电检修的要求。国内浙江、江苏、上海等发达地区已经开始探索再延长或取消停电例试周期，辅以带电检测和在线监测的方式掌握设备状态的不停电状态检修体系，一定程度上缓解了生产压力。2015年湖南电网开展了“适应未来电网发展的设备带电检测及诊断体系软科学课题研究”，获得了不同主设备的优化关键状态量；目前正在开展基于不停电检测的开关柜状态检修工作，为不停电检修体系建立奠定了初步基础。

4 结论

1)目前应用在电力系统中的带电检测技术主要分为油气、介损电流、成像检测和局部放电等四大类。油气类和成像检测类已有国家和行业标准。介损电流类检测技术使用简单，对人员水平要求不高。局放类带电检测技术无权威标准，要求使用者有较高专业知识水平和现场经验。

2)从局部放电检测结果提取各种特征算子，使用智能算法实现放电类型的识别是进行局部放电检测结果准确分析的基础，未来将有更多的智能算法应用到特征算子提取和模式识别。

3)带电检测工作已实现普测和诊断检测相结合的模式，一些单位也出台了相关的管理规定和指导意见，带电检测工作总体上按照有序、规范地开展。

4)尽管带电检测领域已开展了大量的研究，取得了丰硕的研究成果，但仍存在许多问题需要继续深入的研究，如:进一步研究并提高特高频和超声波法或其它新型检测方法等局部放电检测技术对涉及GIS盆式绝缘子固体绝缘检测的灵敏性；进一步研究基于带电检测结果评估电气设备严重程度的方法，特别是融合多种信息的局部放电严重程度评估方法和流程，提高设备绝缘状态诊断的准确性；建立入网检测和抗干扰评估平台，进一步加强带电检测和在线监测装备的可靠性；结合近年来云计算和物联网等新兴技术，进一步研究基于带电检测的电气设备智能云诊断系统，提高带电检测工作效率和提升设备状态管控能力；重视局部放电非常规检测技术标准体系的构建，特别是应用较多的特高频检测法和超声波检测法。

〔1〕王少华，叶自强，梅冰笑.输变电设备在线监测及带电检测技术在电网中的应用现状〔J〕.高压电器，2011，47(4): 84-90.

〔2〕庄兴元.电力设备在线监测技术现状及实际应用开发前景〔J〕.电工技术，2003(5):19-21.

〔3〕刘鸿斌，刘连睿，刘少宇，等.输变电设备带电检测技术在华北电网的应用〔J〕.华北电力技术，2009(8):35-37.

〔4〕王音音，洪卫华.变电设备带电检测技术的应用探讨〔J〕.四川职业技术学院学报，2013，23(4):168-171.

〔5〕王圣.电容型电气设备绝缘在线监测的技术现状及发展〔J〕.电力系统装备，2004(9):22-24.

〔6〕钱勇，黄成军，江秀臣，等.基于超高频法的GIS局部放电在线监测研究现状及展望〔J〕.电网技术，2005，29(1): 40-43.

〔7〕王国利，袁鹏，单平，等.变压器典型局放模型超高频放电信号分析〔J〕.高电压技术，2002，28(11):28-31.

〔8〕唐炬，魏钢，侍海军，等.气体绝缘组合电器局部放电的超高频检测〔J〕.重庆大学学报，2004，27(4):1-5.

〔9〕司文荣，李军浩，袁鹏，等.气体绝缘组合电器多局部放电源的检测与识别〔J〕.中国电机工程学报，2009，29(16): 119-126.

〔10〕李立学，滕乐天，黄成军，等.GIS局部放电超高频信号的包络分析与缺陷识别〔J〕.高电压技术，2009，35(2): 260-265.

〔11〕中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.变压器油中溶解气体分析和判断导则:GB/T 7252—2001〔S〕.北京:中国标准出版社，2001.

〔12〕齐波，李成榕，骆立实，等.GIS中局部放电与气体分解产物关系的试验〔J〕.高电压技术，2010，36(4):957-963.

〔13〕汲胜昌，钟理鹏，刘凯，等.SF6放电分解组分分析及其应用的研究现状与发展〔J〕.中国电机工程学报，2015，35 (9):2 318-2 332.

〔14〕张金波，范梅荣，王俊，等.氧化锌避雷器检测方法的研究〔J〕.电工技术，2005(9):17-19.

〔15〕曹宇亚，申忠如，任稳柱.介质损耗带电检测数字化处理方法的研究〔J〕.高压电器，2000，36(3):17-19.

〔16〕姜锦峰.红外图像的目标检测、识别与跟踪技术研究〔D〕.西安:西北工业大学，2004.

〔17〕金立军，陈俊佑，张文豪，等.基于图像处理技术的电力设备局部放电紫外成像检测〔J〕.电力系统保护与控制，2013，41(8):43-48.

〔18〕王胜辉，李楠，廖鹏.放电日盲紫外成像检测图像参数提取方法研究〔J〕.华北电力大学学报(自然科学版)，2013，40(6):40-45.

〔19〕唐炬，侍海军，孙才新，等.用于GIS局部放电检测的内置传感器超高频耦合特性研究〔J〕.电工技术学报，2004，19 (5):71-75.

〔20〕司文荣，黄华，傅晨钊，等.超声检测进行气体绝缘组合电器典型绝缘缺陷识别〔J〕.高压电器，2011，47(12): 11-18.

〔21〕黎大健，梁基重，步科伟，等.GIS中典型缺陷局部放电的超声波检测〔J〕.高压电器，2009，45(1):72-75.

〔22〕Cavallini A，Montanari G C，Contin A，et al.A new approach to the diagnosis of solid insulation systems based on PD signal inference〔J〕.IEEE Electrical Insulation Magazine，2003，19 (2):23-30.

〔23〕李军浩，韩旭涛，刘泽辉，等.电气设备局部放电检测技术述评〔J〕.高电压技术，2015，41(8):2 583-2 601.

〔24〕孙才新，许高峰，唐炬，等.以盒维数和信息维数为识别特征量的GIS局部放电模式识别方法〔J〕.中国电机工程学报，2005，25(3):100-104.

〔25〕杜伯学，魏国忠.基于小波与分形理论的电力设备局部放电类型识别〔J〕.电网技术，2006，30(13):76-82.

〔26〕李忠，陈杰华，胡迪军，等.基于超高频检测技术研究GIS中的局部放电〔J〕.电力系统自动化，2004，28(1): 41-44.

〔27〕Mirzaei H R，Akbari A，Gockenbach E，et al.A novel method for ultra-high-frequency partial discharge localization in power transformers using the particle swarm optimization algorithm〔J〕. IEEE Electrical Insulation Magazine，2013，29(2):26-39.

〔28〕唐志国，李成榕，黄兴泉，等.基于辐射电磁波检测的电力变压器局部放电定位研究〔J〕.中国电机工程学报，2006，26 (3):96-101.

〔29〕李端姣，唐志国.GIS局部放电特高频检测系统标定研究〔J〕.高电压技术，2015，41(10):3 348-3 354.

〔30〕杨宁，阎春雨，毕建刚，等.超声波局部放电检测仪校验方法研究及应用〔J〕.电测与仪表，2014，51(22):104-109.

〔31〕陈金祥.特高频电磁波在变压器放油管道内的传播规律〔J〕.电网技术，2014，38(3):817-822.

〔32〕齐波.GIS中典型局部放电发展过程和特征的研究〔D〕.北京:华北电力大学，2009.

〔33〕于乐.基于图像特征的GIS局部放电严重程度评估的研究〔D〕.北京:华北电力大学，2011.

〔34〕Schicher U.，Koltunowio W.，Endo F.，et al.Risk assessment on defects in GIS based on PD diagnostics〔J〕.IEEE transactions on dielectrics and electrical insulation，2013，20(6):2 165-2 172.

〔35〕黄军凯，刘崇斌，刘华麟，等.SF6气体中金属尖端在振荡冲击电压下的局部放电特性〔J〕.高电压技术，2015，41 (11):3 872-3 880.

〔36〕李忠晶，鞠登峰，刘娟，等.在线监测/带电检测技术在国家电网公司的应用状况分析:输变电设备状态检修交流会议论文集〔C〕.厦门:中国电力企业联合会科技开发服务中心，2012.

〔37〕刘通，陈波，杜朝波.输变电设备物联网关键技术研究思路探讨〔J〕.南方电网技术，2011，5(5):47-50.

Review on energized test work of electrical equipments

ZHOU Weihua1，XIE Yaoheng1，LYU Yuhong2，LEI Hongcai2，YE Huisheng1，DUAN Xiaoli1
(1.State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute，Changsha 410007，China；2.State Grid Hunan Electric Power Corporation，Changsha 410007，China)

This paper summarizes several aspects of energized test methods，pattern recognition of defect types and partial discharge source localization and live testing work management，and reviews these important research results and progress in recent years.Then the paper discusses the limitations of art energized test technology，severity assessment methodology of partial discharge source，the detection and analysis of different types of partial discharge voltage applied，the charging detection mode of development，information technology for live testing work.And the paper analyzes the problem in research and application of energized test based on condition-based maintenance system and possible directions for future research and applications.The possible development direction in future research and application are proposed.

energized test；partial discharge(PD)；pattern recognition；severity assessment；informatization；condition based maintenance

TM862.1

B

1008-0198(2016)02-0001-08

周卫华(1971)，男，高级工程师，主要从事电力技术监督管理以及带电检测技术研究工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2016.02.001

2016-01-21 改回日期:2016-03-03