局部放电带电检测技术浅析

局部放电带电检测技术浅析

操强谌雪松白潇潇李怀春

国网安徽省电力公司阜阳供电公司安徽阜阳236000

摘要：从物理学角度说，所谓“局部放电”是指在电场作用下，电力设备在运行过程中部分区域出现放电、尚未击穿的一种现象。由于局部放电大多是局部场强集中、局部电场畸变等造成的，会对电气设备正常运行有不利影响，主要表现为局部发热、化学活性生成物、带电粒子碰撞及射线等对绝缘材料产生危害。目前，电力系统针对局部放电进行的带电检测技术主要包括高频/超高频、超声波、暂态地电压检测技术等，文章中作者结合变电设备局部放电带电检测展开研究，通过分析存在的问题，并进一步提出合理建议。

关键词：变电设备；局部放电；带电检测；建议

预防性试验是电厂及电网运行与维护工作中的一个重要环节，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。它是判断被试验设备是否能投入运行、预防设备事故及损坏以及保证设备安全运行的重要措施。传统的预防性试验按其对被试设备的危险性，可分为非破坏性试验及破坏性试验。其中非破坏性试验是指在较低电压下进行的试验，主要是指测量绝缘电阻、泄漏电流和介质损耗因数等电气试验项目，这些项目所加的电压低于或接近电气设备的额定电压，不会对电气设备的绝缘性能造成伤害，其目的就是判断绝缘的状态，从而尽早发现可能的劣化现象。而破坏性试验则是指在高于工作电压下的试验电压下进行的试验。试验项目主要有交流耐压及直流耐压试验。因为试验时所加的电压较高，因此对绝缘的耐受能力要求比较严格，也因此有可能在试验过程中给绝缘造成一定的损伤。值得指出的是，这两种试验都是要求先将设备停运下来，再进行试验，并且先进行非破坏性试验，再进行破坏性试验。

1变电设备局部放电带电检测技术的价值分析

由于现代社会各项事业的正常运转都与电力供应有直接关系，一旦大范围停电，不仅会造成严重的经济损失，还会导致不良社会舆论影响。同时，考虑到开关柜的结构特征，在直接连接配网、用户电网的前提下，停电工作也很难统一调配，甚至会出现失修、过修的不均匀现象。基于此，针对变电设备采取带电检测是十分重要的，具有重大的经济价值和社会价值。

价值一：带电检测技术降低了开关柜的突发事故机率。开关柜的运行环境较为恶劣，检测维修人员无法完全规避可能存在的开关柜绝缘缺陷，针对它局部放电的带电检测技术，就不需要考虑设备绝缘事故带来的危害可能性，从而减少突发事故。

价值二：带电检测技术实现了开关柜的绝缘维修形式。通过对开关柜局部放电带电检测，可以快速发现它存在的绝缘问题，并结合绝缘问题特征采取针对性措施，即绝缘缺陷针对性可通过带电检测表达出来，由此产生“标靶定位”，避免盲目检修造成的资源、人力浪费。

价值三：带电检测技术大幅度提高了检修质量和效率。对比证明，带电检测是一种更为先进的技术，它一方面规避了停电带来的用户抵触和矛盾，另一方面则克服了现场环境的约束，从而提升了质量。此外，带电检测可以及时发现问题存在的“节点”，便于寻找故障源、定位干扰源，从而提高了工作效率。

价值四：带电检测技术间接地强化了供电的可靠性。互联网技术将人类带入了信息化时代，电力作为维持一切电气设备、网络设备的重要能源，一刻都不能中断，带电检测不需要停电操作的特征，有效地保障了供电可靠性，规避了人机电力用停矛盾。

2变电设备局部放电带电检测主要技术及优缺点

根据我国《电力设备交接和预防性实验规程》的相关要求，电力设备尤其是组合电器在出厂之前必须做局部放电测试，由于这一阶段的电气设备及系统尚未大规模投入使用过，往往采取脉冲电流检测技术，而这是一种停电检测局部放电的方式，在以往变电设备局部放电检测中也主要使用，但停电检测的弊端很明显，同时脉冲电流检测技术受到的干扰很多，无法达到数据精确性要求。所以，带电检测技术是一个重要应用趋势，常见的检测方法主要有以下几种。

2.1地电波检测技术

根据电力物理特性，变电设备系统中出现绝缘层局部放电时就会产生电磁波，并且在无线电频率范围之内。其中，一部分电磁波会沿着间隙传播，再遇到开关柜的接地金属部分（如外壳），就会迅速形成大小不等的瞬态接地电压。由于这种瞬态接地电压具有随机特点，从产生到消失的时间并不稳定，所以必须在带电状态下进行检测局部放电情况。

结合我国电力设备检测的相关要求，瞬态接地电压的检测周期、检测范围也不一而同，如新设备投入使用之后，需要在一周之内进行瞬态接地电压检测，设备稳定运行之后一般在一年或半年内进行相关检测，故障频发的情况下可不定期进行集中监测，并扩大到同一站的每一台开关柜。很显然，这种检测技术对人为管理的要求很高。

2.2超高频检测技术

超高频检测技术的优势十分明显，在不停电状态下进行检测作业，可以实现在线连续监测的需求；其工作原理是，变电设备局部放电现象所产生脉冲电流，当电流脉冲的上升时间、维持时间达到ns级别，则可以检测到0.3-3GHz的高频电磁波，并以此为依据来分析信号频率、幅值进一步判断局部放电情况。

2.3超声波检测技术

变电设备局部放电声波包括横波、纵波两种类型，以此为依据判断，横波需要通过固体介质传播，纵波可通过气体传播延续到设备外壳表面（如绝缘子传到外壳），利用超声波检测设备在变电设备外壳接受声波信号，就可以检测到局部放电的情况。

超声波检测技术的优势在于不会受到电气设备方面的干扰，究其原因，是因为检测设备与变电设备之间并不构成电气回路，同时可利用超声波信号幅值变化、位置变化来实现缺陷定位。超声波检测技术所用到的设备简单，操作容易，成本较低，目前在我国已经具有很成熟的应用模式。相对应的，缺点是声音信号中的高频部分会快速衰减，不同介质中的变化也很大，如空气中的传播速率是140m/秒，这对于检测需求而言并不明显。同时，不同的材料接触中会产生反射现象，所以测得信号难免存在失真问题，加上超声波传感器本身所能接受的信号范围就有限，甚至无法区分放电信号和干扰信号。

2.4红外检测技术

基于安全运转保护机制，常规的变电设备温度是无法直接测得，主要采取局部放电产生的热量变化进行分析，即局部放电产生的热量传导到设备外壳，但由于变电设备的内、外部结构较为复杂，热量传导的机制也较为复杂，所以红外检测技术的灵敏度并不高，准确性也有待人工参与分析；红外检测配合气体分析的方法，可以在一定程度上提高检测灵敏度，正常运转情况下六氟化硫气体的生成过程很慢，一旦出现局部放电，气体浓度会迅速上升。

3结束语

电力电缆作为电力系统的组成部分，对供电安全起着重要的作用，当电力电缆发生故障之后，如何快速的找出故障点，解决故障问题，迅速的恢复安全供电，对电力系统的可靠性和经济性有着重要的作用。因此，本文对电力电缆故障测试方法进行的研究具有重要的现实意义和经济价值。但是山于电力电缆故障测试工作本身的技术性、复杂性，下一步还需要加强对电力电缆信号消除噪声的研究。

参考文献：

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[2]田宏燕.浅谈变电运行中红外测温技术的应用[J].技术创新与应用，2014（34）：103.

[3]卢俊锋.红外测温技术在220kV变电运行中的应用[J].企业技术开发，2015（30）：102-103.