基于带电检测技术的变压器和电缆故障诊断研究

孔春阳 陈程举 米芝昌

摘要：为保证配电网运行的安全性，在电网日常运行之余还应当对配电设备的状态进行及时检修，从而保证电网的运行质量，提高电网运行的稳定性。带电检测技术作为一种重要的检测方法，对于提升电网的安全性和稳定性具有重要意义。

关键词：红外测温;带电检测;电缆终端;涡流探伤

引言

随着经济的发展和城市规模的扩大，沧州地区各级电力线呈逐年增加的趋势，电缆运输的重要性和工作量越来越大。传统的导航方法冗长、繁琐、效率低下，只能检测到某些明显的管路安全风险，而不能确定电缆的绝缘状态。如果电缆回路出现故障，则在某些情况下可能会发生放电。局部放电检测可以检测到作为带电检测手段的这种缺陷，并在应用中取得了一定的效果。对于电缆线路负荷检测中发现的放电信号，多种方法的测量和比较分析有助于确定放电点的具体位置，通过解剖检测终端头部内部的明显放电痕迹，验证局部放电测试的有效性和准确性

1带电检测技术

是指当电网仍然有电流通过时对配电设备状态进行检修的一种检测方法，能最大限度保证配电设备运行的连续性，最大限度降低在检修过程中可能造成的损失。带电检测技术利用特定的仪表装置来完成，在检测过程中发现配电设备状态存在的潜在隐患并及时纠正，同时还可检测其绝缘体的使用寿命，这能帮助电网管理人员掌握配电设备的运行质量。就配电设备而言，在其运转过程中很容易出现局部放电，这一现象的出现一般可能是由于设备内存在杂质或周边环境存在湿度过大等问题，因此在带电检测过程中应要对于局部放电现象予以关注，降低发生突发安全事故的可能性，提高电网的运行安全。带电检测技术能使配电设备在带电情况下检

2带电检测装置开发

在电缆周期性带电检测工作中，发现A终端塔B相尾管处温度异常，温度明显高于其他两相，检测采用的设备为FLIRT630红外测温仪。根据红外成像，确定发热点位于B相尾管。在检测到发热现象后，立即对该段电缆的接地电流进行了检测，发现该线路A塔至甲变电站电缆段三相接地电流全部偏高。为避免发生严重事故，排除设备缺陷隐患，随即停电对该段电缆的接地方式进行了检查，对B相电缆终端进行了更换，并对原设备开展解体分析工作。

3带电检测技术的变压器和电缆故障诊断的应用

3.1超声波检测技术

在检测过程中，可以利用GZPD-01G局部放电在线监测系统进行局部放电在线监测，这是目前一种更有效的方法，可以通过分布式结构和局部放电收集器运行，将同轴电缆连接到地理信息系统局部传感器，并将控制器连接到多核电缆和数据服务器。由于技术是按照国家提出的相关标准开发的，因此设计符合实际要求，并经过了相关的质量测试，以确保良好的使用性能。一种噪声统计分析方法及软硬件滤波技术，可抑制放电干扰中的频段干扰信号，避免干扰信号问题，实现波形特征、面的组合识别和消除信号，具有异常报警功能，根据局部放电的严重程度识别不同的报警水平，避免故障问题的负面影响。该系统有效提高了开关柜的使用效率，提高了检测水平，为电网系统的运行提供了良好的支持，为电压检测技术的发展奠定了相应的基础。

3.2特高频局部放电检测

UHF局部放电检测方法的基本原理是检测UHF电磁波（100～3000MHz）信号，这些信号是由UHF传感器在功率设备局部放电过程中产生的，目的是获取有关局部放电的相关信息，实现局部放电监测。UHF方法基于GIS中电磁波的传播特性。其最大的优点是能有效抑制背景噪声，例如空气orona产生的电磁干扰通常频率较低，这可以通过宽带UHF法有效抑制。对于UHF通信、无线电和电视信号，由于它们具有固定的中心频率，因此可以用窄小的UHF频率将其与局部放电信号区分开来。GIS中传感器分布合理时，局部放电源还可以通过不同位置测量的局部放电信号的时差定位。

3.3地面电波检测技术

部分卸下开口器后，开口器会聚集在连接位置附近的金属位置，从而为电流向设备表面传播提供适当的条件。根据对开闭柜内部情况的了解，当填埋场集中在接地屏蔽的内部面时，产生保护膜，行使屏蔽功能，设备内部信号在设备外部检测不到。由于保护膜对电缆绝缘位置和绝缘终端的间歇性屏蔽作用，设备内部放电信号在过程中可以传输到外部。利用地波技术进行探测是指麦克斯韦的电磁理论，根据电磁场规律，产生局部放电情况时，电流和信号的传播可能会改变电场，从而导致磁场和电场之间相互感应的出现开罐器局部放电时，部分电能转化为电磁波，然后传输到设备的外表面，但由于开罐器连接地面，使得表面能够检测到高频电流，脉冲信号可通过切割检测到该技术的应用具有很大的优势，其应用相对实用，还可以提高探测精度，降低探测成本，从而实现有效的应用。

3.4智能无线局部放电带电检测系统的应用

智能局部放电实时检测系统在实践中取得了良好的应用效果。例如，在局部放电实时检测系统中，它具有比较地图和印象的功能。通过比较局部放电实时检测系统数据库中的地图数据，可以用不同颜色识别电气设备中的局部放电故障。二是通过局部放电实时检测系统中的放电定位功能，可以有针对性地定位电气元件的局部放电位置。当检查高压开关设备局部放电时，此时电气信号在开关柜中扩散，传播距离越长，信号衰减幅度越大。电气设备局部放电位置可通过时差定位。为了测试智能无线PD实时检测系统的应用性能，可以在系统上进行性能验证测试和现场测试，主要是测试PD检测系统的灵敏度和准确性。电气元件局部放电检测可检测设备内部的螺母是否松动或有杂质。通过局部放电检测系统中的无线通信模块，还可以尝试远程观察检测到的信号，提高电气设备管理的信息水平。

3.5红外测温技术

红外测温技术也被称为辐射红外线。红外测温技术和工作原理是，物体被红外线照射后产生一定量的能量，从而改变物体的表面温度。红外检测技术也利用这一特性实现温度的区分，从而发现配电设施可能存在的问题。实际检验工作发现，这些技术完全能够满足当前的维修要求，红外检测技术可以在不取样的情况下充分评估故障的可能地点和程度，从而帮助维修人员及时发现配电设备维修过程中可能存在的问题。采用Red-Outside实时检测技术，可以对环境中的设备进行大規模检测，特别适用于设备温度因流量而升高的某些情况，有助于维护人员提高维护效率。

3.6紫外成像技术

发生电晕放电时，电气设备沿面空气发生电离会辐射出紫外线。太阳光中也含紫外线，其中波长小于300nm的部分会被大气中的臭氧所吸收，因此为克服太阳光中紫外线的影响，现场应用的紫外成像检测仪器检测的波长范围为240～280nm，从而在白天也能观测电晕。紫外成像仪利用分光镜将输入的光线分离成两部分，其中一部分是可见光信号，另一部分经过紫外“日盲”滤光镜后，只保留其中的紫外部分，再通过特殊的影像处理工艺将紫外线影像和可见光影像叠加起来，生成显示设备及其表面电晕放电的合成图像，可清楚显示电晕源的精确位置，用于判断电晕放电所对应的电气设备的具体位置。

结束语

采用物联网技术和智能移动终端改进现有电气设备的PD检测技术，是今后电气设备PD检测的发展趋势，可以克服现有PD检测技术体系的不足，提高检测效率和质量。本文分析了基于物联网技术的电气元件智能无线局部放电检测系统，可用于电气元件的实际局部放电检测。

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