变电设备带电检测技术的应用探讨

王音音,洪卫华

（铜陵供电公司，安徽铜陵　244000）

变电设备带电检测技术的应用探讨

王音音,洪卫华

（铜陵供电公司，安徽铜陵244000）

摘要：结合一些带电检测发现缺陷的案例，对变电设备的多种不同的带电检测技术及应用情况进行了较全面的总结分析，指出了带电检测技术及其实际应用中仍存在的一些问题和不足，并据此提出相应的对策和建议，为带电检测技术的发展和应用提供参考.

关键词：变电设备带电检测应用缺陷案例

变电设备的带电检测技术由于能够适应状态检修的形式发展而得到广泛应用.经过多年的发展和积累，国外已经形成了相对成熟的输变电设备带电检测技术，在国内，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.目前，在电力系统中比较常见的有氧化锌避雷器的泄漏电流检测、变压器的铁芯接地电流检测、油色谱分析、G I S及S F6断路器、流变的气体检测、红外测温、紫外测温等.下面我们将结合一些设备缺陷进行探讨：

1　不同带电检测技术及其应用

表1　变压器油中溶解气体的色谱分析数据（单位：μL/L）

变电设备的种类较为繁多，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.

1.1油中溶解气体分析

油中溶解气体分析（dissolved gases analysis，DG A）是诊断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、C O、C O2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2等7种组分的全分析.表1为总烃异常的变压器潜伏性故障数据，从表中数据经过故障类型判断和热点温度估算可以推断该变压器有较为严重的铁芯过热缺陷.

1.2变压器铁芯接地电流测试

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.现场通常利用电测法进行测量，在不改变原设备接线的情况下，将信号取样点选择在变压器铁芯接地引出线处，使用特制的线圈制作的高灵敏度传感器，在线监测则主要利用穿心电流传感器取样测量.下表为表1中色谱检测的变压器对应的铁芯接地电流的试验数据，判断铁芯和夹件之间绝缘可能存在薄弱部分形成环流通路造成铁芯的磁路故障.经解体，如图1，在变压器高压侧B相线圈外侧下方的下夹件和下铁轭之间发现一枚平垫片，为掉落金属异物造成的变压器磁路故障.

表2　变压器铁芯接地电流的试验数据

图1　平垫片位置图示

1.3局部放电检测

局部放电对电气设备的绝缘会产生不同程度的影响，危害设备的安全运行.目前电力系统的局部放电检测主要应用于变压器、互感器、G I S和开关柜.脉冲电流法是目前国际电工委员会推荐进行局部放电测试的一种通用方法，变压器、互感器现场局放通常采用这种方法.G I S和开关柜局放应用较多的是超声波法、超高频（UHF）法.

1.4电容量及介损检测

电容量及介损检测主要应用于高压套管、电流互感器、耦合电容器、电容式电压互感器等电容型设备.介损带电测试仪可以测量电容型设备的泄漏电流、介损值、电容量，检测电容量一般采用零磁通传感器得到泄漏电流，电容量通过泄漏电流和采集的母线电压换算而得，测量介质损耗则通常采用相对比较法分析技术，使用频谱分析的方法得到电压和电流的基波，通过相位比较得到介损值.相对比较法适用于有末屏或电容低压端引出的电容型设备.

1.5红外测试

红外测试主要用来检测电器设备的热故障点，这种发热一般是由介电损耗或电阻损耗所引起，如避雷器、电容器本体发热及引线接头、刀闸触头发热.它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，如对于设备内部的某些故障，或者故障发热功率较小，故障部位距离设备表面较远以及一些大型结构较复杂设备存在的拍摄死角等.下图2为某一避雷器危急缺陷的红外图片.发热点最高温度31.5℃，正常相温度22.4℃，环境温度22℃）

1.6紫外线成像法

图2　避雷器危急缺陷红外图片

紫外线成像法主要用于检测设备表面由于局部放电而形成的碳化通道和电蚀损，检测导线外伤、高压设备的污染程度及绝缘缺陷检测等.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.

1.7避雷器带电测试

避雷器带电测试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应避雷器运行状况.总泄漏电流值的大小能反映避雷器的绝缘状况，而阻性泄漏电流值则更能反映绝缘性能的优劣.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.表3为上述红外异常的避雷器阻性电流检测数据，判断该避雷器内部受潮，对该避雷器进行停电解体，该避雷器内部阀片已严重受潮，如图3.

表3　某主变110kV侧氧化锌避雷器带电测试数据

图3　该避雷器解体后的内部放电痕迹

1.8 SF6湿度测试

在电力系统中，由于S F6气体主要充当绝缘和灭弧介质，在电弧及局部放电、高温等因素影响下，S F6气体会分解，而其分解产物遇到水分后会产生一些剧毒物质，对绝缘性能也有很大影响，因此必须严格控制S F6气体的含水量.目前，通常采用的是露点法进行测量，对设备内的气体进行制冷，测出气体中水分冷凝饱和时的温度作为检测露点，再通过露点值换算出S F6气体中水分含量.现场普遍采用携带方便、操作简单的精密露点仪检测S F6设备气体中水分含量.

1.9 SF6分解产物测试

正常运行的S F6气体电气设备非开断气室中一般没有分解产物，但当S F6电气设备存在故障时，则会因较强的局部放电及异常高温产生大量的分解产物.S F6分解产物有多种形式，最终分解产物有S O2、S O F2、H2S、HF.电化学分析法近年来应用较多，它通过传感器将气体浓度信号转换成电信号，将模拟量转换成相应的数字量，由微处理器作分析，最终显示结果，检测仪器通常体积较小，检测速度也较快，适合于现场工作.

1.10 SF6激光检漏测试

S F6激光检漏是近年来新兴的检测技术，对于S F6漏气点的查找效果明显.通过可调光学转换系统，激光可以在制定的某个检测位置建立理想的立体红外辐射场，从设备中泄露出来的S F6气体分子流向外扩散，该S F6分子流将对覆盖在这个区域的立体红外辐射场激光产生较强的光子吸收.由于光学吸收，就可以通过高灵敏度显微光电接收器寻找泄露处存在的气流扰动现象.该检测技术的应用局限性在于，查找时图像分辨率相对较低，有模糊感，检测过程中极易造成视觉疲劳.图4为激光检漏仪检测到一500k V断路器机构箱内S F6气体泄漏的视频截图，该泄漏点在通往压力表的“T”型接头处，图5为相应的泄漏点图示.

图4　 SF6气体泄漏的视频截图

图5　 SF6气体泄漏点图示

2　带电检测技术及其应用存在的问题

（1）较高端的带电检测仪器性价比、普及率较低.带电测试更因其明显的便捷性应用越来越多，但较高端的带电技术往往仪器成本较高，在电网中的普及率较低，如紫外成像检测仪，S F6激光检漏仪，变压器、互感器局放等，部分核心部件来源于进口，整体价位偏高.另外，部分设备在应用时存在一些实用性不足的特点，如某型号S F6激光检漏仪在检测G I S设备时，存在观测死角，在罐体上使用时，三脚架支撑困难.

（2）部分测试标准、导则不完善.如开关柜局放测试、暂态地电位测试等测试项目，目前仍以厂家提供的经验性数值为测试标准，没有具体的针对性导则，测试灵活性较大.

（3）带电检测仪器的维护管理工作有待完善.大部分带电检测仪器都相对较精密，价格也较高，很多是使用电池的，有些仪器极容易出现因操作不当或是维护不周造成的仪器性能明显下降.对于使用电池的仪器，在没有工作又长时间未充电时，电池性能往往会下降较快，仪器的正常使用、待机时间缩短.

（4）测试数据整合型、系统性较差.目前，带电测试却仍然分散为各个测试项目的登记、汇总，由班组或工区对开展的带电测试情况进行阶段性的分析和总结，数据的整合性、系统性不够，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.数据的整合功能的欠缺还一定程度上影响到了人员的综合判断能力.

3　对策及建议

（1）进一步提高较高端的带电技术研发和普及应用能力.带电测试发展迅速，参与研发的厂家众多，生产厂家应在提高产品的设计制造水平发展自身的自主研发能力，降低产品的使用成本，推广产品的使用，扩大其使用范围，研发机构、生产厂家需加强与使用单位的沟通，为提高产品的质量、性价比和使用便捷性提供有效的建议和帮助，加速产品的成型和推广.

（2）重视相互借鉴及信息沟通共享.部分带电检测项目，在尚无国家标准和行业标准可参照以前，使用单位可以借鉴国外的标准，在实践过程中总结完善，形成初步的可借鉴的依据，同时，需要以生产、经销厂家为桥梁强化同行业之间的交流和沟通，实现信息共享.

（3）实行带电检测仪器独立的专业化管理，将带电测试仪器的维护管理工作纳入日常管理工作，并重点实行带电检测仪器独立的专业化管理，规范其使用、存储、维护等方面的管理制度，对带电测试仪器的维护管理实行责任制，强化维护人员的责任意识.对较精密的仪器进行定期维护，对使用电池需要充电的设备指定专人负责，定时充电，保障仪器的最佳使用状态.同时，加强对使用维护人员的培训工作，针对快速发展的测试技术，不断提升使用维护人员的专业技能.

（4）建立统一的决策分析系统，对带电检测基础数据源信息进行整合，在软件功能上加强数据集成、数据展示、数据统计分析的功能.在设备出现问题时，能够通过数据仓库进行数据的挖掘和分析，为检修试验人员及各级管理人员提供辅助决策、分析的依据.

4　结语

各种带电测试方法对监测设备状态各有所长，为充分发挥带电检测技术的作用，还应当重视对不同检测方法的综合运用，使其在检测过程中发挥互补作用.尤其在某项带电检测数据异常情况时，应根据设备具体情况选用多种测试方法，对设备进行真实的判断，得到准确的测试结论.

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责任编辑：张隆辉

中图分类号：TM76

文献标识码:B

文章编号：1672-2094（2013）04-0168-04

收稿日期:2013-04-21

作者简介：王音音(1984-)，女，安徽铜陵人，铜陵供电公司助理工程师.从事变电设备高压电气试验和化验工作.洪卫华(1978-)，男，安徽铜陵人，铜陵供电公司助理工程师.从事变电设备高压电气试验和化验工作.

BriefAnalysis aboutApplication of LineDetection Technology on TransformationEquipment

Abstract：Combined with some power equipment on-line detection of defect cases, application ofseveral different on-line detection technology with transformation equipment were comprehensivelygeneralized. It is pointed out that，as to the on-line monitoring，there are still some problems. Onthis basis，recommendations on implement of on-line detection technology were put forward to givereference for overall advance and application of on-line detection technology.

Keywords：Transformation Equipment; Line Detection; Application; Defect Cases