发电厂电气设备局部放电检测与诊断技术研究

2023-11-27黄继文

通信电源技术 2023年18期

黄继文

（国电电力朝阳热电有限公司，辽宁朝阳 122000）

0 引言

发电厂电气设备的运行情况将会直接影响整个电力系统运行的安全性和稳定性，通过局部放电检测与诊断技术对电气设备的运行状态进行监测，不仅能有效检测电气设备存在的故障隐患问题，而且能判断电气设备使用寿命，为优化电气设备组成结构提供重要的数据支持[1]。

1 局部放电检测与诊断技术工作原理

局部放电检测与诊断技术是电力行业中应用较为广泛的一种检测技术，其主要用于检测电气设备运行过程中存在的安全隐患问题[1]。局部放电指介质内部电场强度大于其击穿电场强度时，局部区域出现放电现象。该现象不仅难以被发现，而且容易对电气设备造成极其严重的磨损。通过局部放电检测与诊断技术则能够及时诊断电气设备是否存在局部放电问题，尽可能地降低局部放电对电气设备造成的危害影响，确保电力设备运行的安全性和稳定性。

2 发电厂电气设备局部放电检测与诊断技术

2.1 放电检测与诊断技术

2.1.1 脉冲电流法

发电厂电气设备局部放电的特征现象便是电极间的电荷移动，脉冲电流法便是根据其局部放电特征研发的一种检测与诊断技术[2]。脉冲电流法（见图1）指将电气设备局部放电过程中产生的脉冲电流传输到阻抗，再利用测量仪器对电气设备局部放电电荷量进行检测的技术方法。脉冲电流法的局部放电检测回路主要分为并联法、串联法和平衡法3 种。根据电气设备的运行情况选择对应的脉冲电流检测方法，不仅能够保证发电厂电气设备局部放电检测与诊断结果的可靠性，而且能够降低其他外界因素造成的影响。

图1 脉冲电流法

2.1.2 无线电干扰电压法

无线电干扰电压法是现阶段发电厂电气设备局部放电检测中应用最为广泛的一种技术，检测结果较为精准[3]。电气设备局部放电过程中会发射出电磁波，利用无线电干扰电压表则能够对其所发射的电磁波进行收集，以此判断电气设备的局部放电情况。通过无线电干扰电压法不仅能够及时判断电气设备是否存在局部放电现象，而且能够根据电磁波数据的变化来确定电气设备局部放电的具体位置。

2.1.3 介质损耗分析法

电气设备的局部放电现象会损耗其外表的绝缘材料，而介质损耗分析法便是通过对介质的损耗情况进行分析，以此来判断电气设备局部放电情况的一种检测与诊断技术[4]。介质损耗分析法适用于电气设备辉光放电现象，但是只能确定电气设备是否存在局部放电问题，无法确定具体位置和严重程度。

2.1.4 超高频局部放电检测技术

超高频局部放电检测技术是现阶段电气设备局部放电检测中应用效果较为明显的一种检测技术，其主要通过检测仪器来收集电气设备局部放电产生的频带，以此分析电气设备的局部放电情况[5]。超高频局部放电检测技术分为超高频宽窄带检测和超高频超宽频带检测2 种情况。若电气设备局部放电情况较为严重，则使用超高频宽窄带检测，其频率能够达到500 MHz 以上。而在500 MHz 以下，进行超高频超宽频带检测即可。局部放电测试仪如图2 所示。

图2 局部放电测试仪

2.2 非电量检测与诊断技术

发电厂电气设备在出现局部放电现象时还会引发其他现象，而声测法、光测法以及化学检测法便是以其该特征为核心的局部放电检测与诊断技术[6]。

2.2.1 声测法

发电厂电气设备在局部放电时会通过介质产生爆炸声音。声测法是通过收集电气设备局部放电产生的声波信号来对其运行情况进行判断。声测法在电气设备局部放电检测中取得的应用效果较为明显，但其也具有较大的局限性，声波信号在传播过程中会受到各种因素的影响，出现衰减的现象，从而对声测法的检测结果造成影响。

2.2.2 光测法

光测法指通过对电气设备局部放电的电晕进行检测来实现局部放电检测与诊断的技术。光测法的应用具有较大的局限性，只能对电气设备的表面光晕进行检测，导致其无法在发电厂电气设备的运行过程中检测局部放电现象[7]。但是，随着光纤技术的不断发展，光测法逐渐与声测法结合同检测电气设备局部放电现象。这种声-光测法能够有效提高发电厂电气设备局部放电现象检测结果的精准性，尽可能减少相关因素对检测结果造成的影响。

2.2.3 化学检测法

一旦发电厂电气设备出现局部放电现象，便意味着其自身结构出现较为严重的问题，其中影响最为严重的便是电气设备放电部位的绝缘材料。在局部电力的作用下，绝缘材料的绝缘性能会大幅下降。化学检测法能够收集电气设备周边的气体、液体绝缘介质，通过分析气体、液体中的成分来判断电气设备的局部放电状况，但是化学检测法只能检测出电气设备是否存在局部放电现象，却无法对其局部放电程度和具体位置进行检测，导致很多检测人员在进行发电厂电气设备局部放电检测时都会将化学检测法与其他局部放电检测诊断技术结合起来共同应用，这样既能保证电气设备局部放电检测质量，又能提高其检测效率，从根本上推动电气设备局部放电检测工作稳定顺利进行。

3 局部放电检测与诊断技术在发电厂电气设备中的应用作用

3.1 评估电气设备运行状态

局部放电检测与诊断技术在发电厂电气设备中能够起到对电气设备运行状态进行实时监测的作用。发电厂电气设备在运行过程中会产生局部放电现象，而通过局部放电检测与诊断技术能够利用检测数据判断电气设备的运行情况。若电气设备局部放电数值过高，则意味着其绝缘性能有所下降，甚至还可能存在着安全运行隐患问题，这时便需要对电气设备进行故障隐患的排除。同时，局部放电检测与诊断技术能够与发电厂电气设备的自动监测系统相结合进行应用，利用局部放电检测与诊断技术来分析电气设备的运行状态。局部放电数据过高的话，自动监测系统便会发出对应警报，实现故障预警。根据局部放电检测结果，能够判断电气设备的使用寿命，为电气设备的维护保养工作开展提供重要的数据支持。

3.2 优化电气设备组成结构

局部放电检测与诊断技术在发电厂电气设备中的应用除了能够提高电气设备运行的安全性和稳定性，还有助于优化电气设备的组成结构。设计人员根据局部放电检测结果能够发现电气设备存在的不足之处，以此为电气设备结构改进提供重要帮助[8]。同时，维修人员制定发电厂电气设备维修计划时，可以通过局部放电检测与诊断技术对其进行检测，根据检测结果来制定针对性的维修方案，这样不仅能够保证电气设备的故障维修质量，而且能够提高其故障维修效率，从根本上推动发电厂电力设备的安全稳定运行。