电力系统高压设备带电在线检测技术的研究

鲍景宽 王辉

【摘 要】高压设备是电力系统运行中必不可少的构成部分。可以说高压设备分布于电力系统的很多环节中，例如变电站、配电装置以及发电厂中都能够看到高压设备的身影，所以，为了确保电力系统正常运行，必须要在各种环境系对高压设备进行检验，其中，带电检验就是必须要攻克的难题。

【关键词】电力系统；高压设备；带电在线检测技术

引言

近年来，我国电网的发展开始向大容量、超（特）高压方向迈进，基于周期的传统设备检修模式已渐渐显现其局限性，如时效性较差，按固定周期进行例行试验，不能及时发现电气设备潜在的绝缘缺陷；其次有效性较差，设备实际运行电压下的温度、状态参数等与停电时存在明显差异。正因为电气设备的绝缘损坏具有潜在性及突发性，迫切需求研究、探索一种新的检修管理模式来提高运行设备的可靠性，使检修工作更具针对性，同时兼顾电网安全、环境、效益等多方面因素。带电检测因具有投资少、测试时间灵活、易于维护等优点，从而有较广阔的发展前景。

1 传统带电检测技术中遇到的问题

可以说，影响电力技术水平的重要因素之一就是高压设备在线检测技术，在传统的高压设备在线检测技术中还存在诸多的不足之处。其中，有这样几方面的内容被包含于其中：首先，只有在停电的情况下才可以将此过程顺利完成，然而，在电力系统中有时会遇到比较特别的设备装置，一些时候难以实现断电控制，这样就导致很多地方不会顺利的实现检验，从而诱发许多安全问题；其次，在检测的时候一般会遇到非常繁琐的程序，因此，在检测的过程中会花费掉很多的时间和经历，此外，检测的结果在某种程度上是由技术人员的技术水平所决定的；再次，较长的检测耗时，古老的检测技术所花费的检测时间比较长，而且对缺陷的位置把控不准确；最后，因为过低的电压，会把系统电压缩小，此外，在检测的时候，断电对其带来的影响较小，很难确保在正常的状态下运行电气设备，这样就难以体现出电厂的具体运行情况，此外，使得诊断结果的准确性、真实性也会受到影响。

2 电力系统高压设备带电在线检测技术的应用

2.1 变压器装置

在广泛的应用于电力行业中以后，同超声波相融合相比，较为实用的是有效的融合了超声波，可以在局部对高压变压器的油浸设备进行放电处理，从外，对变压器的绝缘状况进行有目的性的检验分析。如果有局部放电反应出现，此时，对变压器绝缘状况进行有目的性的检查。如果有放电反映出现在局部，这样就会通过超声波形式将高压变压器表现出来。之后把电转移向四周，比较电波运行情况得知，在传输超声波的时候，会花费掉较多的时间，并且有着非常慢的形式速度，在碰到此种情况后，应该和四周的放电相融合，利用扫描，汇聚不同距离的超声波信号，此时就会有一个时间差出现在其中，然后再次检测分析局部超声波。

2.2 设计在线检测装置

下图1是基本的监测装置技术结构图，由控制显示单元、传感设备、前置放大单元以及信号处理单元等几个部分构成。核心技术思想为：在设备的接地线上设置整个电容型设备最低电位，所以，内部放电或者表面放电内的很多信号全是利用此地下游走。因此，将高频带电磁耦合线圈当做传感器，通过电容器地下放取电信号。在取出了微弱电信号后，通过前置放大单元进行放大整理，之后利用轴电缆把信号转入到处理单元中。通过信号处理单元跟随、A/D转换以及滤波处理单元信号，然后再向计算机中输入进行二次处理。通过小波原理的软件，可以有效的提取以及频谱分析局部的放电信号，然后将放电信号的副值、频谱、放电强度、持续时间、出现时刻等特性参数获取出来。因为有较大的差异存在于外部与局部的放电信号频率中，对比分析计算机数据库捏的规范频谱，能否分析有无具备电容放电，是否有放电情况出现在电容器中，放电强度怎样，是否在许可的空间内，然后再进一步去决策分析。

理论上，此设备能够利用传感器对电容性设备的放电电弧信号进行感知，从而将电容器的放电情况找出来，尽管难以将放电出现的具体位置确定出来，然而，对只需了解电容装置放电强度与频谱而言已经足以。

研究得知，有这个几个内容被包含于电容设备在线局部放电检测中：首先，对电容器局部放电的开始与熄灭电压进行在线检测。其次，对规定电压下，电容器局部放电量时间以及放电量大小进行测量记录分析；再次，检测电容器在要求的电压范围内有无出现规定值的局部放电；最后，按照阈值，决定有无必要报警。

2.3 电容性高压电气装置

耦合电容器、电流互感设备、套管以及测量CVT等容性介质设备损失角正切值属于一项较高灵敏度的试验部分，它能够将电气设备绝缘劣化、局部问题以及整体受潮情况快速找出来。在整个电容型设备缺陷中，绝缘受潮缺陷占据了80%以上，这是因为电容型结构主要是利用电容对强制均压进行分布的，它有着较高的绝缘应用系数，如果绝缘受到潮湿影响，这样就会提升绝缘介质损耗量，引起击穿。

绝缘最终会有着非常快速的击穿速度，但是，通常有以下特征存在于绝缘劣化中：首先，不断增加绝缘介质损耗值，通过这个原因或者别的原因生成的热量最后可能引起绝缘热击穿故障。通过对绝缘损失热切值的计算，能够对介质损耗变化进行检测。其次，一些时候伴随着树枝状电以及局部放电的情况出现在绝缘中。较大放大量的局部放电，一般只是在存在操作过电压、绝缘损坏以及雷电情况下存在的局部放电。利用测量分析，能够将由此生成的介质损耗反映出来。再次，温度变化会在某种程度上严重的影响着绝缘特性。绝缘自身的型式在某种程度上回受到絕缘温度系数的影响，绝缘情况以及大小，都会影响到绝缘设计情况以及特定的电压等级，因为在不断增加了绝缘劣化温度系数后，检测值的灵敏度以及温度非线性都会提升。

3 检测时需要注意的问题

在运行高压电气设备时，有一定的特征存在于绝缘劣化本身中，主要涵盖：首先，如果有损耗情况出现在了绝缘介质中，会相应的增加损耗值，此外，在其他因素的制约下，会有一个热量出现在整个过程中，最后导致绝缘被击穿；其次，绝缘过程中局部放电出现的频率较多，也可能有树枝放电情况发生；再次，绝缘的功能与主要特性也会跟着温度的变化而改变，随着温度的增加，其影响程度也会提升。而且，绝缘温度的系数在某种程上决定着绝缘自身的型式。最后，可以说有着非常强的实用性存在于在线检测技术中，从而将所具备的优势切实的发挥出来。而且它有着十分全面的功能，极高的效率，然而，在实际检测中，要确保设备在比较安全的环境下运行。

结语

综上所述，随着时代的发展与社会的进步，我国电力行业进入了快速发展时期，在这其中，也遇到的很多的困境与问题，其中，高压设备带电检测就是长期以来所要攻克的难题。所以，为了确保安全、稳定的用电，离不开带电检测技术的支撑与帮助。近年来，在技术发展的推动下，我国高压电气设备在线检测技术取得了长足的发展，其应用范围越来越大，与我国现代化发展需求是相符合的，属于一项综合性极强的内容，而且理论性十足，对于强化我国电力系统的稳定、安全运行会带来很大的帮助。

参考文献：

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