带电检测技术在变电运维中的应用

摘要：在变电运维过程中多种因素均会引发运行事故的发生，因此需要加强检测工作，如应用带电检测技术保证事故的及时发现和解决。文章所述研究对常见带电检测技术类型进行分析，并就带电检测技术在变电运维中的应用进行探究，为相关人士提供参考。

关键词：变电设备；带电检测技术；在线监测装置；变电运维；电力系统 文献标识码：A

中图分类号：TM73 文章编号：1009-2374（2017）11-0096-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.11.049

随着我国社会经济的快速发展，人们的生活水平不断提高，因此对于电力系统提出了更高的要求，在保证供电量的同时也需保证供电质量。为此我国加大了电力系统建设力度，在扩大建设规模的同时也积极引进新型检测技术对系统运行状态进行实时观测。电力系统主要包括发电、变电、输电以及配电四个部分，而变电运维对电力系统运行质量有着决定性影响，为此需要对变电进行实时监控，并引用先进技术保证监测质量。带电检测技术的应用对于变电运维工作有着重要影响，需加强研究。

1 变电运维带电检测技术优势

变电运维带电检测技术的应用可以发现人眼以及耳朵不能发现的问题，且可以提前发现变电运维中存在的安全隐患，检测流程如图1所示。针对检测中存在的问题进行带电作业处理，可在一定程度上保证变电设备处于健康状态。首先，带电检测的进行无需停电，不会对周边居民生活和工厂生产造成影响，且检测操作便捷、安全。设备监测工作可以与日常巡视工作同步进行，保证在设备安全运行的同时避免因为停电给用电客户带来用电问题，这为电力用户带来了极大的便利；其次，检测设备的运行状态，例如可对绝缘的缺陷度进行检测和诊断。很多变电站设备若处于运行状态下则不能对其检测状态进行判断，处于运行状态也不能靠近，安全隐患难以发现。巡检仪的使用便可对绝缘缺陷进行检查，收集检测数据并直接生成数据文档，便于管理与分析。然后，试验周期也可对设备运行状态进行调整，这样便可及时发现绝缘隐患，了解设备缺陷的实际情况以及变化趋势。

2 带电检测技术分类

2.1 红外线成像

红外线成像监测技术如图2所示，可将其应用于变电电气设备因为电阻损耗和介电损耗等多重原因引发的局部温度快速升高的监测。但是红外线成像技术也存在不足，如红外线的穿透能力较差，所以如果需对较为复杂的电气设备进行故障检测，并且故障的发生位置和电气设备的表面距离较远，则使用红外线成像技术的检测效果较差。

2.2 暂态地电压检测技术

局部放电过程中会产生电磁波，当电磁波通过检测设备传至地面就会产生暂态电压脉冲。若发生局部放电故障，带电设备就会将电子传送至相应的位置，在传送过程中会伴随着电磁波。由于电磁传播过程中会产生趋肤效应，电磁波会先传送至金属物体，因此很多电磁波信号会被金属物质阻隔。若电磁波从设备内部向外传送过程中与金属物质接触，则会产生瞬间电压信号，即暂态地电压。暂态地电压技术在实际操作过程中需要采用专用的检测设备进行监测，且主要的检测位置有开关柜、环网柜以及配电网等位。安装在被测设备表面的暂态地电压传感器获得一定的电压时间差，这样就可以确定局部放电发生的具体位置，依此对局部位置进行深入调查，并对放电的强度、频率等进行监测。暂态地电压以及局部放电强度均与其传播息息相关，尤其是衰减程度、局部放电位置、被测设备的内部结构和被测设备的外部缝隙等有直接关联。一般情况下，放电位置之间的间隔距离越小，则暂态地电压传感器检测获得的暂态电压数值就会越高。另外，暂态地电压信号与局部放电活动程度也有所关联，其关系可用dB/mV表示。

2.3 避雷器带电测试技术

避雷器带电测试适用于无间隙的金属氧化物避雷器，对各运行参数进行测试，及时了解避雷器的运行状态，运行参数中总泄漏电流数值在一定程度上可以反映避雷器的绝缘能力，而阻性泄漏电流数值可以反映绝缘性质量。避雷器带电测试过程中因为存在多种影响因素，为了保证测试结果准确可参考，可以采用补偿法测量阻性泄漏电流，以有效抵抗外部干扰，保证检测质量。同时对避雷器阻性电流检测结果中红外数据存在异常的，可以对其内部的受潮情况进行初步判断，在必要时停止供电进行解体。

3 变电带电检测技术应用实例分析

本次研究以某500kV变电站为例，对其变压器的内部缺陷进行带电检测。于2013年将变压器投入运行，在运行过程中技术人员需要依据相关技术要求对主变压器实施检测内容。在实际作业过程中，检测人员发现主变压器油箱出现了气体溶解的问题，监测数据也存在异常。本次检测内容详细如下：

3.1 设备跟踪试验情况

通常情况下，为了保证变压器的运行状态良好，需在变压器投入运行的1d、4d、10d、30d进行检查，因为本次研究对象变电站中变压器出现了气体溶解现象，需对其运行参数进行监测，保证其运行状态良好。本次检测过程中，技术人员对2号变压器进行检測时发现，1d检测数据没有发现异常，变压器运行良好，4d时发现油中溶解气体检测结果中三相本体油中存在C4H2。为了就部分C4H2的存在是否会对变压器设备运行造成影响，技术人员进行跟踪观测，并每日都详细记录检测数据，纳入工作日志。15d后，技术人员对绝缘油进行了色谱检测，检测结果详细如下：A相0.61υL/L、B相0.17υL/L、C相0.25υL/L。技术人员就检测结果绘制了曲线图，如图3、图4所示。由图3、图4可知，A相特征气体在15d左右的检测中其含量不断提高，B相气体趋于稳定，C相气体也逐渐在增长，但是增长速度缓慢。由此确定2号主变压器运行中存在故障，会出现低能放电现象。为了保证电力系统整体运行稳定，需要对电力设备进行全面检查，加强对检测数据的分析研究，发现问题并及时解决问题。

3.2 电气试验情况

3.2.1 变压器铁心接地电路测试。在该检测内容实施过程中，为了给电力检测工作的开展提供有力条件，有效控制检测人员检测结果误差，需注重检测过程的控制。基于此，本次检测中技术人员给出的检测结果如下：A相11.1mA、B相11.1mA、C相13.5mA，均低于相关技术规定要求。

3.2.2 局部放电测试。在正式开展该测试内容前需要做好前期准备工作，备检测设备，主要有MICO-II超声定位仪、TWPD-2E多通道数字局部放电综合分析仪。另外，局部放电测试中，为了全面提升检测质量，技术人员需要发挥多种检测技术优势，综合采用脉冲电流法以及超声波检测法。在检测时，通过对宽频带电流互感器的合理使用，获得变压器铁心中脉冲电流信息数据，然后采用局部放电超声探测设备对变压器油箱壁局部放电进行超声检测，在该检测过程中需要做好定位工作。

3.2.3 测试结果。对于上述测试内容，技术人员检测过程中均发现A相异常，放电数值约为150×104pC。

3.3 铁心电位状态的局放检测

为了明确2号主变压器的故障类型和故障原因，技术人员在检测之前经过试验分析会将故障原因确定为“铁心-夹件”的放电。但是为了对故障的深入了解，技术人员加强了对铁心部位的监测，尤其是电位状态参数的变化，在此基础上实现了放电状态的跟踪观察目标。铁心电位状态局部放电检测的工作原理是当铁心在安全电压下运行，电位状态出现变化时，变压器的放电状态也会随之变化，由此需对“铁心-夹件”的放电现象予以确认。另外，试验中，当变压器铁心对地电压为223V时，变压器的超声信号不断变强，提升幅度为5～10dB。技术人员依据该现象确认放电是在“铁心-夹件”之间发生的。造成该现象的原因有两方面：磁分路和铁心间距过短，且绝缘防护措施不到位；220kV的绕组端部的磁分路厚度不达标，安装时未对槽内间隙进行控制，引发积碳。

4 结语

综上所述，变电设备的正常运行对于电力系统运行质量的保证有着重要意义，其对于保证日常生产生活供电和提供高质量的電能也有决定性作用。为此需要强化电力设备的检测，并采用适宜的检测技术保证检测结果准确，为故障排除和处理奠定基础。带电检测是当前较为常见的检测措施，为保证检测质量，需依据检测历史数据和实际情况对检测过程中进行监控，以维护电网的正常运行。

参考文献

[1] 滕超，王盛璋，孙维杰，等.远红外检测技术在变电站巡检中的应用[J].山东电力技术，2016，43（1）.

[2] 周淑芸.变电管理中变电运维一体化模式的应用[J].企业技术开发（中旬刊），2015，34（12）.

[3] 隋新世，孙明亮，滕军，等.变电运维一体化工作模式的探讨[J].农村电工，2016，24（8）.

作者简介：孙艳飞（1983-），女，山东枣庄人，国网北京城区供电公司中级工程师，研究方向：配网运维。

（责任编辑：蒋建华）