带电检测技术在内蒙古电网中的应用分析

靳虎+李秀旗

摘 要：电网设备检修管理模式分为以检修周期为基础的传统检修方式和状态检修两种模式，传统检修方式按照检修周期需要对设备进行停电进行的检查维修，而状态检修，是基于设备运行工况、在线监测、带电检测等状态信息，评估设备运行状态，确定检修策略的检修模式，其中，带电检测技术是开展状态检修工作的基础。本文介绍了各种带电检测技术方法原理、存在的缺点，并对内蒙古电力公司乌兰察布电业局开展带电检测工作中发现的一起缺陷进行了分析，并提出了相应的检修建议。

关键词：带电检测；技术；内蒙古电网；应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.176

0 引言

随着电网技术和电力系统的快速发展，状态检修管理模式逐步成为主流，为适应状态检修工作的开展，在线监测技术、带电检测技术等检测手段也得到了快速发展，而电力设备带电检测技术，可以在设备运行状态下，精确判断缺陷严重程度，定位缺陷位置，为避免发生重大事故具有重要意义。内蒙古电网自2011年开展状态检修工作以来，借助状态检修辅助决策系统，对输变电设备进行状态评价、风险评估，发现多起严重状态设备，并有2台220kV主变压器，利用精准评价，发现绕组严重变形，并进行了返厂大修，避免了重大事故发生。虽然开展了状态检修管理模式，但设备状态评价依据，还仅依赖设备运行工况、停电例行试验、诊断试驗等状态信息，而带电检测手段还很单一，技术力量还很薄弱，未能真正实现状态检修。针对这种现象，2016年8月，内蒙古电力公司下发了《电力设备带电检测技术规范》，并进行了相关的宣贯及技术培训。本文对带电检测技术在内蒙古电网应用中发现的一起缺陷进行了分析，并提出了相应的检修建议。

1 国内外带电检测技术介绍

带电检测，即利用一套便携式设备，对在运电力设备进行状态检测，一般工作时间较短，有别于连续检测的在线监测系统。当前国内外，有以下几种带电检测方法。

1.1 超高频局部放电测量法

超高频检测技术（UHF）是指对频率介于300MHz-3000MHz区间的局部放电信号进行采集、分析、判断的一种检测方法。电力设备绝缘体中绝缘强度和击穿场强都很高，当局部放电在很小的范围内发生时，击穿过程很快，将产生很陡的脉冲电流，其上升时间小于1ns，并激发频率高达数GHz的电磁波[1]，通过UHF传感器对该信号进行检测 ，从而判断设备局部放电状况，实现绝缘状态的判断[2]。UHF法能有效的避开干扰信号，具有较高的灵敏度和搞干扰能力，可实现局放带电检测、定位、故障类型判断等优点[2]。

1.2 高频局部放电测量法

高频局部放电检测技术是指对频率介于3MHz-30MHz区间的局部放电信号进行采集、分析、判断的一种检测方法。

1.3 超声波信号检测法

超声波检测技术是指对频率介于20kHz-200kHz区间的声信号进行采集、分析、判断的一种检测方法。该检测法具有以下特点：（1）对介质类型比较敏感，适合检测空气介质放电；（2）易受现场机械振动的干扰；（3）传播过程衰减大；（4）比较适合检测套管、终端、绝缘子的表面放电。

1.4 暂态地电压局放检测

电气设备内部存在局部放电时，放电电量先聚集在与放电点相邻的接地金属部分，形成电流脉冲并向各个方向传播[3]，当传出金属箱体时，同时在设备金属箱体上产生一个暂态ns的对地电压（TEV），一般在几十毫伏～几伏之间。可以通过特制的TEV传感器来捕捉 TEV信号，从而测出被测点的局部放电幅值（dB），据此对电气设备进行评估。该检测法具有以下特点[4]：（1）对脉冲的变化速度比较敏感，比较适合介质内部放电；对放电频谱较低的套管、终端、绝缘子表面放电不敏感；（2）易受外界电磁干扰的影响；（3）传播过程衰减较小。

2 带电检测技术的应用实例

2017年7月，内蒙古电力公司乌兰察布电业局对所辖变电站内重点高压开关柜开展带电普测工作，结合多种检测方法，发现了一起疑似缺陷，对该缺陷进行了分析，给出了相应检修建议。

2.1 采用特高频法诊断分析

采用特高频检测法对35kV开关柜进行特高频局放检测，发现35kV电容器XI 387开关柜前部观察窗位置特高频检测图谱异常，特高频测试数据如图1所示。

由以上图谱可知，信号幅值51dB，脉冲幅值分布较集中，放电脉冲相位分布较窄，单周期图谱显示一个工频周期在负半周各出现单根脉冲信号，判断35kV电容器XI 387开关柜存在悬浮放电的概率较大。

2.2 采用超声波法诊断分析

采用局放检测仪超声波检测法对35kV开关柜进行超声波局放检测，发现35kV电容器XI 387开关柜前上部超声波检测异常，超声波检测数据如图2所示。

由图2图谱分析可知，超声波信号幅值22dB，检测中信号幅值稳定，频率成分2大于频率成分1，相位图谱显示超声波脉冲分布在工频相位90°及270°附近，信号波形显示每周期有两簇放电脉冲信号，信号上升沿很陡。初步判断为35kV电容器XI 387开关柜存在悬浮放电。

2.3 采用暂态地电压法诊断分析

35kV开关柜暂态地电压背景检测平均值为30dB，根据规程要求检测值的相对值大于20dB为异常，35kV开关柜暂态地电压检测值均在4--41dB范围内，相对值均小于20dB，暂态地电压检测未见异常。

2.4 放电位置精确定位

采用变电站局部放电检测与定位系统对35kV电容器XI 387开关柜及相邻柜体检测到的特高频异常局放信号的性质进行了分析，并追踪信号的来源。

通过分析，最终确定放电源位置如图3所示。

2.5 测试结论及相应检修建议

通过对黄旗海220kV变电站35kV开关柜进行普测，采用暂态地电压、超声波、特高频局放检测等方法，结论如下：

（1）发现35kV电容器XI 387开关柜前上部位置超声波检测异常，信号幅值23dB，特高频检测异常，信号幅值54dB。暂态地电压检测未见异常。利用定位系统确定为35kV电容器XI 387开关柜前上部中间位置存在悬浮放电，对应部位设备结构为刀闸，由于悬浮放电在金属上危害较小，建议加强关注。

（2）发现35kV 4号主变304乙开关柜正前方上部的母线桥架内存在悬浮放电，该信号对附近开关柜的特高频检测有较大干扰，后期检测中注意排除干扰。

3 结束语

通过分析， 带电检测技术对电力设备初期局放缺陷的发现，效果是有效的。带电检测技术在内蒙古电网中的开展，有助于状态检修工作进一步提高，将会进一步减少设备停电时间，提高供电可靠性。为顺利开展带电检测工作，建议做好以下工作：（1）提高现场试验人员认识，转变工作思路，把停电试验方法、经验，尽快转变到带电检测模式上来；（2）带电检测缺陷判断，没有统一标准，需要现场经验积累，应加大现场培训力度，提高试验人员判断能力；（3）现场带电检测设备多，范围广，填写试验报告工作量大，应与仪器厂家合作，研发出数据库智能系统，便于数据存储、处理、打印等。

参考文献：

[1]杨乐，张小军.局部放电检测技术在罐式断路器中的应用与分析[J].新疆电力技术，2014（02）：93-96.

[2]邓劲松，陈攀.变电站高压金属密封开关柜局部放电在线监测技术研究[J].科技创新导报，2014（15）：37.

[3]乔进朝，王进锁等.开关柜非嵌入式局部放电在线检测定位研究[J].山西电力，2008（05）：24-26.

[4]孙西方，秦永等.基于电磁波检测的局部放电在线监测技术探讨[J].太原大学学报，2010，11（02）：134-137.

作者简介：靳虎（1973-），男，内蒙古人，本科，工程师，现从事变电检修管理工作。endprint