带电检测技术在变电运维中的应用

陈城

国网江苏省电力有限公司仪征市供电分公司 江苏 仪征 211400

引言

电力系统是我国社会发展的重要组成部分，其电力系统的稳定性会影响社会生产中电力和工业电力的运行情况。如今电网规模不断扩大，对于电网运行的安全性也提出了更高的要求，这就有必要对变电运维带电检测技术的具体应用展开研究，以确保变电运维的时效性。

1 相关概述

1.1 带电检测技术意义

在过去的很长一段时间里，变电设备检修都采用定期检修与故障检修结合法。但是在科学技术的不断发展与电网荷载规模的不断扩大中，传统的变电设备检测方法已经越来越无法满足电网的实际运行检测需求。尤其是在近年来，随着变电设备及其检测技术的发展，少维护和免维修形式的设备也得到了大量应用。在这样的情况下，很多传统的变电设备检测技术都开始被彻底取代，带电检修技术也由此开始了广泛应用。带电检测技术最大的优势在于可在输电、变电以及配电设备正常运行的情况下对其进行状态检测，并使其缺陷部位得到精准确定，缺陷程度得到定量分析。这不仅是传统变电设备运行检测中难以达到的技术标准，同时也可以尽最大限度保障供电效果，实现变电设备运行可靠性的显著提升。

1.2 变电运维意义

在电网规模扩大的过程中，变电站的数量不断增加，需要每天维护和维护大量的电力设备、设施，以确保变电站稳定运行。采用传统的管理模式依赖于专业技术人员管理变电站的各种设备，定期运行维护，受设备离散等因素的影响，操作维护活动难以保证及时高效地进行，从而使变电站运行承受较高的安全风险。供电正常关系到社会发展，我国用电量逐渐上升。变电站的运行维护对电力系统的运行质量和数量有着非常重要的影响，要定期实施检测，组建运维小组，管理电站运维，可以将小组分为两个小组，一个是运行组，另一个是检测组。加强变电站的日常运维工作，并在此基础上保证电力系统的供电质量。

2 变电运维风险

2.1 环境风险

在电力系统实际工作中，因为其对运行环境的要求非常高，外部的任何变化都有可能对电力系统变电运维产生一定的影响，尤其室外环境往往比较复杂，基于不同的气候类型，雨、雪、寒潮、潮湿或过热的天气都有可能使电力系统变电运维过程中出现风险，而往往这些因素又是突然性的，变电运维人员很少提前进行防护，在这种情况下，电力系统就很有可能受到较大损害，使得变电运维工作中很难及时察觉一些隐藏风险，增加安全隐患发生的可能[1]。具体来说，在凝露环境下，电力系统金属导电部位就很容易受到潮湿环境的影响，从而出现不同程度被腐蚀的情况，造成直流短路接地，甚至还会出现二次线短接的问题，而如果此时开关路闸回路，还会出现误开、误关的问题，引发停电；此外，高压环境下室内湿度很容易受到室外环境的影响，在这种情况下，开关柜内就很容易出现凝露情况，再加上大多开关柜的绝缘瓷瓶并不会进行防水处理，凝露的出现就会使其绝缘性大大降低，严重还会出现爬电的情况，甚至还会引发事故。

2.2 人员风险

电力事业的飞速发展对供电企业的日常运维管理提出了更高的要求，供电企业由于历史原因针对许多方面的管理制度仍存在不完善、欠缺，这就导致了工作人员在日常作业的过程中缺乏有效的制度管理，其工作没有顺序可言从而导致其产生危险发生。其次就是供电企业的工作人员在作业的过程中缺乏安全意识，不按照相应规定构建安全措施，这也是导致其产生危险的原因。而这两点因素与工作人员自身的作业开展的自身专业素质和安全意识有着非常大的关系。

2.3 自然风险

在电网系统中大多数设备都是暴露在自然环境中，在设备运行过程中自然环境条件就会对其运行状态产生影响。在不同的地区，电力设备受到自然环境的影响是不相同的。例如，在北方地区冬天气温比较低，电力设备或者是输电线路上会结冰并附着在电力设备上，对电力设备造成了极大的影响。夏季南方地区的气温相对比较高，电力设备在运行的过程中会产生热量，周围环境温度过高对电力设备的散热会产生一定的影响，导致其散热效果不佳，甚至会导致设备产生故障。另外，天气环境中的雷电对电力设备的影响也是比较大的，甚至会直接导致电力系统故障。

3 变电运维中带电检测技术分析

3.1 超声波信号检测技术

如果变电设备发生放电等异常现象，可以利用超声波信号检测技术，通过行波将信号传输到设备表面。超声波信号技术与红外测温技术有类似的支出，不受电磁场的影响和干扰。另外，当超声波技术与红外传感技术不同时，可以应用于大型电容器和气体绝缘开关的电检测。在具体工作中，超声波信号检测技术主要用于设备的放电检测，其中两个方面，分别是配电变压器开关设备以及和断路器。此外，该技术还可以检测无法直接使用肉眼看到的故障。配电设备和电缆终端放电引起的振动幅度通常较小，这一点需要引起重视，如果此时使用超声波信号检测技术实施检查与测量，那么检测结果极可能出现偏差，导致准确性无法保证。

3.2 介质损耗带电检测技术

介质损耗电检测技术的应用主要是通过检查高压开关柜中绝缘材料的性能水平来确定绝缘材料的绝缘性能是否在指定范围内，从而判断高压开关齿轮装置的运行是否存在问题。检查绝缘材料的过程中，如果实际局部热量超过正常值，就表示绝缘材料出现了损坏，当绝缘材料损坏时，有可能导致局部放电故障出现，安全风险较大，就需要根据实际损坏的情况，选择更换新的绝缘材料或者进行相应的修复处理。

3.3 电容量与介损检测技术

在高压套管、电流变压器等设备中，电容和介质损耗检测技术具有良好的适应性。发挥介质损耗检测设备的实际功能，对电容型设备进行准确检测，包括电流泄漏、介质损耗值等。容量检测可以应用零通量传感器，确保所获得泄漏电流值的准确性。从泄漏电流及所采集母线电压入手，经计算后确定电容量，以相位比较法为辅助，就介质损耗开展具体分析，以频谱分析法为支持，了解电压状况及电流基波，准确获得介损值，满足电容型设备的实际需要。

3.4 无线电干扰电压检测技术

无线干扰电压检测技术也称为RIV技术，这种电磁波可以利用无线电干扰电压表进行干扰电压检测，因此可以检测到变电设备的局部放电问题。在国外，无线电干扰电压表是变电设备局部放电检测中的主要设备，而在国内，主要的应用检测设备是射频传感器[2]。其中，Rogowski型线圈电流传感器是最常用的一种检测传感器，该传感器起源于20世纪80年代的英国，在1996年，有学者对其做了进一步的改进，进而以此为基础，设计出了一种宽频形式的电流传感器。该宽频传感器可以进行大型变电设备局部放电的在线监测，实用性非常强，并获得了国家发明专利。目前，兰州西固热电厂以及山西秦岭发电厂等的很多电厂变电设备局部放电在线监测系统中都应用了此类传感器。后来，这种传感器又被应用到了大型汽轮发电机和变压器机组中，并发挥出了良好的应用效果。在通过该方法进行变电设备局部放电检测的过程中，需要将环境温度控制在10～40 ℃，使变压器温度与测试中的环境温度基本保持一致。

3.5 超声波检测

由于超声波信号衰减快，遇到开关柜时信号衰减严重，一般在电源1米外很难检测到超声波局部放电信号，在开关柜检查中使用非接触传感器，需要在机柜间隙进行移动检测，因此超声波能检测到的放电信号范围小，容易错过。在开关齿轮超声波局部放电检测中，要接近机柜缝隙，进行缓慢移动的检查，并逐一检查机柜前后的所有缝隙和通风口等部位。有效值和周期最大值明显高于背景值，50Hz频率成分的幅值小于100Hz频率成分，且耳机中能够听到明显的放电声音，可以判断该开关柜存在局部放电现象，放电类型为绝缘放电。

3.6 高频局部放电检测技术

高频局部放电检测技术提供信号检测和快速速度，一般能快速检测到的信号频率为3～30MHz。通过高频感应装置收集设备故障发生放电现象时产生的脉冲电流，并将脉冲电流输入相应的感应装置[3]。感应装置不仅能自动处理收集的信号，还具备更多的功能，并具有将信号中干扰信号实施分离操作，同时可以处理放电信号，并在此过程中消除由于信号产生的噪声，将所有干扰因素消除后，才能将放电故障判断结果总结出。采用高频局部放电检测技术检测结果具有超高检测性。

4 变电设备带电检测技术应用措施

4.1 采用专业化管理模式

随着变电设备电气检查工作的顺利推进，应高度重视电气检查设备的管理和维护，促进其使用功能的最大化。本部分以电气传感设备为对象，从管理实施、设备使用、存储和维护的角度出发，开发和完善相关系统，指派专家确保电气传感系统的标准化和可行性。带电检测设备管理方面应当建立责任制度，强化工作人员责任意识，规范有序落实带电检测设备管理工作，保证管理质量与效果，优化带电检测设备使用性能，检测数据的准确度也能够得到保证。

4.2 应用风险评估管理模式

电力企业要有意识地构建科学的风险评估管理模式，作为一种新的管理系统，更科学地识别和评估风险，使变电运行和维护人员能够更具体地处理。因此，变电运维人员应充分了解电力系统运行的实际情况，依靠风险评估管理系统准确计算故障发生的平均概率[4]。之后，结合变电运输过程中的风险情况，建立了科学的风险评估体系，并对当前变电运输过程中的各种风险因素制定了应对计划；然后，根据之前制定的风险等级，对变电运维中的各种风险进行等级划分，并针对不同等级的风险制定相应的解决方案。在这样的风险评估管理模式中，变电运维人员能够获取大量的变电站运行数据，并根据数据及时分析出变电运维过程中的潜藏风险，精准识别，科学定位，将风险发生的苗头扼杀在“摇篮”里，降低隐藏风险发生的可能，为变电运维工作的效率和质量提供保障。

4.3 应用远程智能管理系统

以变电站的智能建设为背景，利用视频监控系统、移动办公系统等多种辅助系统，开始了运营和维护工作。但是，如果系统之间的合作不顺畅，依赖人员操作系统将使运维人员承受更大的工作负担，变电站运行存在安全风险。应用远程智能管理系统开展运维工作，可以通过运维中心二级组网实施远程管理。在变电站内各子站设置检验单元，全面收集变电站运行数据，在主站监控中心汇总分析，为运维活动开展提供支持 。依靠智能化技术，即便网络发生中断，系统依然可以通过整理存储信息开展运维业务，加强设备状态监测和维护检验，辅助人员制定科学检修计划，推动运维工作规范化开展。

5 结束语

带电检测技术对变电运维工作运行有重要作用，利用带电检测技术为变电运维工作适应电力系统良好运行提供基础保障，同时运维工作人员也能依靠先进方法与技术手段做好运维工作。变电设备带电检测技术的应用，需要加大高端仪器的研发与普及力度，增进信息沟通，实施专业化管理，从而确保变电设备使用功能的最大化发挥，供电服务的稳定性也得到保证。