电网设备现场检测中多技术联合状态检测的应用

丁颂群

摘 要：文章对电网设备现场检测的必要性及常用检测技术的原理、适用范围，并结合实际案例，探讨多技术联合状态检测方法的实践应用，旨在联合多种检测技术的优势，提升状态检测的准确性、减少检修成本。

关键词：电网设备；现场检测；超声波技术；状态检测

中图分类号：TM721 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）12-0041-02

电力是当前社会的主要能源，供电质量对社会生产和人们的生活质量具有重要影响。随着人们生活水平的不断提升，传统的定期停电检修模式已经不能满足人们对于供电质量的需求[1]。现在多采用现场检测技术对运行状态下的电力设备进行检测，从而提高设备的可靠性，确保供电质量。所谓现场检测技术，是指在不停电的状态下完成对电力设备的检测。目前常见的现场检测技术包括特高频、高频、红外线、超声波、色谱分析等。不同检测技术侧重点不同，在设备检测中，联合应用多种技术，不仅能够提升检测效率，还能简化工作流程，提高工作效率。

1 电网设备现场检测的必要性

由于电网设备长期在高温、磁场等特殊环境中持续运行，很容易出现设备老化、磨损等问题，影响设备性能。例如，有一部分设备的绝缘材料由于高温作用，内部结构会发生变化，大大降低了绝缘性能，最终导致电力事故的发生；一部分设备在露天环境下工作，受到外界污染物不断侵蚀，很容易导致设备表面出现腐蚀，引发放电事故；还有一部分设备内的导电材料在长期热负荷的作用下会发生大面积氧化，使设备的性能下降。由于这些过程都是缓慢发生的，设备使用时间越长，其性能下降速度越快，越容易发生电力故障，影响电力系统的正常运行。因此，有必要对电网设备进行检测，及时了解设备的性能，才能确保供电质量，减少事故的发生[2]。通常来讲，电网设备的检测工作都是在电力系统运行状态下进行的，这样不仅能更直观的了解设备运行情况，还不会影响供电质量。

2 常见状态检测技术分析

2.1 特高频检测技术

此技术常被应用到GIS类的电力设备检测中。这是因为GIS类设备的各种形式放电现象（例如杂质粒子放电、电晕、环氧树脂内部气隙放电等）持续时间都很短，其脉冲电流甚至可以达到ns级，产生大量的特高频电磁信号，这些电磁信号会在设备的介质中匀速传播。特高频检测技术就是利用最小光程差原理，测定这些电磁信号到达不同测点的时延，确定放电位置。然而，由于电力设备结构复杂，电磁信号传播过程中也会出现衰减现象，需要根据检测现场的实际情况综合分析[3]。

2.2 高频检测技术

高频检测技术一般用来检测频带在几百赫兹到几十赫兹之间的电磁信号，目前多用在高压电缆以及电容设备的状态检测中。高频检测技术利用HFCT（高频电流传感器）从需检测设备中提取信号，然后采用滤波、信号特征提取、频谱分析等技术去除信号中的噪声，从而识别放电类型，找出设备存在问题[4]。

2.3 红外测温技术

此技术多应用在电力设备绝缘故障的检测中。红外测温技术能够测定电力设备内部绝缘介质的温度分布情况，从而发现电力设备的绝缘故障。

2.4 超声波检测技术

一般来讲，正常的机械振动与电磁振动的频率都不会超过10 kHz，超声波检测技术主要对频率超过20 kHz的信号进行检测，可以避免外部因素的干扰，实现快速、准确检测。其具体检测方法是：将传感器铁道需检测设备表面，收集设备的放电信号，然后通过放大、滤波、检波等技术，对收集到的信号进行分析，判断电力设备是否发生局部放电问题[5]。然而由于超声波检测是用探头收集设备表面的放电信号，这些信号经过绝缘介质到达表面后会严重衰减，只适合检测局部放电现象较为严重的电力设备。

2.5 化学检测法

一些电力设备（例如GIS设备和SF6断路器）发生局部放电时，产生的电量会促使SF6气体发生分解，产生SF4、HF、SO2等气体。采用化学分析方法对这些气体设备进行检测，也可以检测出电力设备内部是否发生局部放电[6]。

此外，也可以通过对设备中油样的色谱检测，了解电力设备的运行状态。

3 多技术联合状态检测的实践应用

3.1 红外热像技术与化学检测法联用

2013年4月份的某天下午，在对某变电站进行状态检测时，红外测温时发现530电流互感器C相膨胀器与本体连接处热点温度为58.2 ℃，A，B两相均为18 ℃。次日采用化学检测法对设备油样进行色谱检测，发现油样中氢气与乙炔含量严重超标。继续使用红外热像技术对电流互感器进行检测，其C相膨胀器与本体连接处热点温度已达到95 ℃，如图1所示，A，B两相也升高到35 ℃。由此判定电力系统存在危险隐患，需要立即停电处理。

停电后对互感器C相进行详细的检测（测试内容包括直流电阻、绝缘电阻、高压介损等），检测结果显示：电力互感器2组一次绕组存在严重灼烧痕迹，且处于松动状态。将此处进行加固处理后测量一次绕组的直流电阻值，测量结果为99 μΩ。结合红外测量结果与色谱检测结果，判定此次故障原因为一次绕组出螺丝松动，导致电阻过大，导致设备过热。

3.2 特高频、高频、超声波检测技术联用

案例一：在2010年某天，采用高频检测技术对变压器进行局部放电检测，发现变压器110 kV侧C相的信号幅值高达2 V，A相与B相的最大幅值也高达0.8 V、0.9 V。由于三相都具有明显的放电特征，且C相最高，初步判定C相出现局部放电现象。继续采用特高频法和超声波法对变压器检测，检测结果与最开始基本一致。随后使用超声波技术对变压器的本体和电缆仓进行检测，检测结果显示：变压器本体、A相、B相电缆仓处皆无超声波信号。最后对C相进行详细检测，布置6个超声波探头立体定位，最终确定放电位置。

在本次状态检测中，充分利用了特高频技术、高频技术、超声波技术的特点，通过数据分析初步确定放电部位，并利用超声波技术立体定位，找出放电的具体部位。

案例二：2013年某天，采用特高频技术对某220 kV变电站进行检测，发现主变110 kVB相电缆终端存在高频局部放电信号。随后采用超声波技术对此处进行定位检测，确发现放电部位处在尾管中部外侧。停电后对变压器进行解体检查，确定放电部位处在电缆终端应力锥上。进一步采用超声波技术对放电部位进行定位，最终找出具体的放电位置，将应力锥拆下以后，在此处发现三处放电痕迹。

4 结 语

电网设备对整个电力系统的安全、稳定运行具有决定性影响。做好电力设备的现场检测工作，不仅是确保供电质量的需求，也是减少检修成本的重要途径。电力工作者应当强化自身的技术水平，充分了解各种检测技术的适用范围，合理选择检测技术，才能安全、快速、有效的完成电力设备的现场检测工作。

参考文献：

[1] 张哲军.引入推理模型的大型电网设备的故障检测方法[J].科技通报，2014，（2）.

[2] 任双赞，张默涵，詹世强，等.带电检测技术在电网设备运行维护中的应用[J].南方能源建设，2015，（2）.

[3] 罗嘉，周懿，王建军，等.面向电网安全稳定的发电设备远程监测与诊断平台[J].中国电力，2015，（7）.

[4] 何喜梅，王志惠，杨小库，等.CR技术在电气设备检测中的典型应用[J].高压电器，2014，（6）.

[5] 马维青，于瑶章，张瑞芳.基于动态变权层次分析法的电网设备状态评价[J].电子测试，2015，（4）.

[6] 郝志刚，梁基重.可视化检测技术在山西电力系统设备状态检修中的应用[J].山西科技，2013，（3）.