带电检测技术在变电运维中的应用

魏家鸣

国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司 江苏 无锡 214000

引言

在对变电设备进行检测的过程中，带电检测是一项关键的技术内容。科学合理的带电检测不仅可及时确定变电设备的放电问题，同时也可以让正常供电得到良好保障。因此，在对此类问题进行检测的过程中，电力企业和相关的技术人员一定要加强带电检测技术的研究，并使其在具体的检测中得以合理应用。通过这样的方式，才可以及时发现变电设备中的放电问题，以便为局部放电问题的有效解决奠定坚实的技术基础。

1 带电检测技术要求

变电站中的任何一个环节都非常重要，若某一环节出现问题，就会导致整个变电站系统运行出现问题，为避免发生此类问题，必须要定期对变电站实施监测。带电检测技术的监视流程与传统检测技术不同，检测更具灵活性，应定期对变电站设备的变压器以及一些重要部件实施带电检测[1]。带电检测包括红外测温系统、频谱检测以及放电检测等，对于放置人工智能系统的变电站，可采用多种现场检测技术进行检测，经过智能机器人进行巡检后，专业运行维护人员需要进行复查。检测后会存留一些数据，运维人员可以根据检测数据对变电设备中可能存在的隐患问题以及缺陷实施判断，并尽快安排相应的人员在现场实施带电检测，若发现部门存在问题或隐患时，为了保证变电站设备的合理运行，必须停止电源进行处理和解决。

2 带电检测技术在变电运维中的优势

在变电运维过程中，电力行业的技术人员可以应用带电检测技术，及时发现日常工作中肉眼无法观察到的问题，及时排除安全隐患，防止安全事故的发生。带电检测技术还有一个很大的优点，就是技术人员在检测过程中不必断电，很大程度上避免了停电对附近用户的影响，而且操作非常简单安全。带电检测技术可以有效地提高技术人员的工作效率，因为技术人员在日常的巡检工作中，可以直接应用带电检测技术对变电站设备的运行状态进行检测，可以有效地避免烦琐复杂的检测步骤，使操作变得简单高效。例如，技术人员可以直接应用带电检测技术来检测和诊断绝缘缺陷的程度。在变电站设备的日常操作中，技术人员无法判断设备的检测状态，不仅如此，在变电站设备的操作中，如果人员靠近设备，会产生相当大的安全隐患，这时就可以利用巡检仪检测绝缘缺陷，对检测数据进行收集，并将这些数据直接在文档中进行保存并加以分析。运用此项技术的运维人员还可以在试验周期之内调整变电设备的运行状态，做到第一时间发现设备存在绝缘隐患的位置、设备缺陷的真实情况和变化趋势。

3 带电检测技术要点

3.1 红外测温技术

红外线波长在0.75～1000μm之间，这是红外线辐射。红外测温技术的应用，主要是考虑到红外线对于温度的敏感性，基于该项技术能够将物体表面的辐射能量密度加以清晰显示[2]。红外线辐射的存在，与物体温度存在相关关系，而不受物体种类的影响，因而在实际测量过程中可以对红外测温技术加以科学化利用。红外测温技术具有较强的灵敏度，在实际应用过程中不需要取样，即可满足实际使用需要。以红外测温技术为支持，能够对被检测设备实施大面积扫描，对电流及设备整体的发热情况进行准确测量。为确保红外测温技术应用的可靠性，需要就实际检测环境进行严格把控，降低风速、其他辐射等因素的影响。当前科技条件下，红外快速检测与准确检测技术的协调应用具有良好的适应性，主要流程是通过红外快速检测技术来实施快速检测，明确存在问题，并实施准确检测，但环境因素作用下，检测结果也可能存在一定差异性。

3.2 超声波信号检测技术

当变电设备出现放电等不正常的现象后，利用超声波信号检测技术可以将信号通过超声波的方式将信息传输到设备表面。超声波信号技术与红外测温技术存在相似之处，也不会受到电磁场的影响和干扰。此外，超声波技术与红外检测技术不同的是，该技术可以应用于大型电容器和气体绝缘开关的带电检测。在具体工作中，超声波信号检测技术主要用于设备的放电检测，分别是配电变压器开关设备以及断路器。此外，该技术还可以检测无法直接使用肉眼看到的故障。配电设备和电缆终端放电引起的振动幅度通常较小，这一点需要引起重视，如果此时应用超声波信号检测技术实施检查与测量，那么检测结果极可能出现偏差，导致准确性无法保证。

3.3 暂态地电压检测技术

该项技术的应用，主要是对局部放电状态下的电磁波加以利用，经检测设备向地面传导，暂态电压随之产生。一旦局部放电情况出现，变电设备会向其他位置带动电流，电磁波随之产生，在其趋肤效应下，向附近金属物质表面传播电磁波，而实际进入设备内部并得以传播的电磁波有限，当电磁波自设备内部与金属表面产生接触，电压信号随之产生。以暂态地电压传感器为辅助实施检测，能够把握变电设备是否存在局部放电，利用设备外部所设置暂态地电压传感器来获得电压时间差，锁定局部放电区域，就实际放电强度进行计算。

3.4 超高频局部放电检测技术

在变电设备局部放电检测中，超高频检测技术也是一项关键的技术形式，该技术又叫作GIS检测技术。在变电设备绝缘中有缺陷存在的情况下，如果外部施加了高压电场，电子就会从原子中剥离，并在电场中做加速或减速运动，进而在局部出现放电脉冲。因为电子运动速度处在变化状态，所以放电通道也会将电磁波发射到外部。在电磁波传播到GIS腔体两侧的过程中，在不连续的位置，电磁波就会经历反射以及透射过程，而随着其传播距离的加大，其信号能量将会逐渐衰减[3]。当传播到局部放电传感器（也就是接收天线）位置时，电磁波将会以耦合的形式将一个电压信号从传感器中输出，并对其进行储存和分析。这种检测技术不仅具有极高的灵敏度，且信号在传输过程中的衰减情况也比较慢，所受频段干扰非常小，不会受到机械干扰。将该检测技术合理应用到变电设备局部放电检测中，不仅可以及时发现其局部放电现象，同时还可以达到迅速定位效果。

3.5 脉冲电流检测技术

在对变电设备中的局部放电现象进行带电检测时，脉冲电流检测技术是一种广泛应用的技术形式。为确保该技术的应用效果，国际电工委员会还为此专门制定了一个标准规范，也就是IEC-270检测规范，该规范不仅在局部放电测试中有效，且在直流状态下的局部放电检测中依然有效。按照脉冲电流检测技术中的基本检测回路，可将这种方法按两类来进行划分，第一是直接检测技术，第二是平衡检测技术，而直接检测技术又可以按照并联和串联来进行划分。在通过直接检测技术进行变电设备局部放电检测的过程中，通常会面临很多的干扰，进而对其检测灵敏度造成不良影响。为实现干扰程度的有效降低，可在检测之后再一次用平衡检测法进行检测，以此来确保检测精度。平衡检测法有多种测试回路，其中，西林电桥以及差分电桥是最主要的回路形式。就当前的技术水平来看，西林电桥对于干扰的抑制比可以达到几十，而差分电桥则可以达到数百甚至是上千。但是相比较直接检测技术而言，平衡检测技术的灵敏度更低一些，一般仅作为一种辅助检测技术来使用。

3.6 局部放电检测技术

该检测技术可以科学地检测变电站设备的绝缘能力，并根据其绝缘子寿命分析设备的运行状态。由于传统的变电所设备主要采用绝缘电阻来完成绝缘过程，需要较长时间进行带电检测，可能会耽误生产过程。但该检测技术可以有效解决检测时间问题，保证设备的稳定安全运行。它主要用于检测两类设备：①电缆接头设备；②电缆终端设备。在变电站设备的使用中，产生局部放电的因素有很多，如过压运行、谐波失真、雷击等。局部放电后，直接发射电磁波产生噪声等物质，然后产生氮化物和碳化物，实时发射红外信号。该检测技术可以快速检测发射信号（信号频率在3~30mhz之间），并结合检测装置采集脉冲电流。其中，脉冲电流一般发生在变电设备故障时，此时会出现放电现象，从而产生相关电流。收集电流后，再将其输入相应检测装置中。检测装置可以对收集到的信号进行实时处理，利用信号分离操作功能处理放电信号的同时，消除不同干扰因素（如噪音等）。最后，根据实际情况判断放电故障。

4 变电设备带电检测技术的应用策略

4.1 落实专业化管理

变电设备带电检测工作的顺利推进，需要高度重视带电检测设备的管理与维护，促进其使用功能的最大化发挥。在这一环节，以带电检测设备为对象，安排专门人员负责落实管理，从设备使用、存储和维护角度出发，制定并完善相关制度，确保带电检测制度的规范化与可行性。带电检测设备管理方面应当建立责任制度，强化工作人员责任意识，规范有序落实带电检测设备管理工作，保证管理质量与效果，优化带电检测设备使用性能，检测数据的准确度也能够得到保证。

4.2 提升工作人员专业素养

供电企业需要加强对变电运维人员的综合素质的培训，不仅仅是专业技术职能方面，更重要的是对变电运维人员的安全运维意识方面的培养。通过定期组织培训，工作人员能够加强对现代化技术设备以及相关操作的认知，通过长期的培养能够提升工作人员的技能水平，加强认知从而促进变电运维人员能够按照供电企业的相关规定要求进行变电运维的操作，以保证变电设备能够正常稳定的运行。

4.3 定期进行带电检测

随着科技和经济的快速发展，人们生活中的用电量也在逐渐增加。因此，在这种情况下，变电站设备的运行维护压力逐渐增大，变电站设备众多部件中任何一个部件的损坏都会对电力运行系统产生严重的不利影响。因此，为了解决这一问题，电力企业有必要根据自身企业的运行情况，对电力设备进行全面、定期的在线检测，针对不同的检修问题，制定有针对性、科学合理的检修检测方案，从而有效降低因变电站突发事故造成的检测和维护困难的情况，以此来保证整个变电设备的稳定运行和安全性，满足广大用户的用电需求[4-5]。

4 结束语

带电技术检测对变电运维工作运行有重要作用，利用带电技术检测可为变电运维工作适应电力系统良好运行提供基础保障，同时运维工作人员也能依靠先进方法与技术手段做好运维工作。深入开展变电运维工作，要充分利用好每一种带电检测技术，不同带电检测技术具有不同优势，可根据设备实际情况合理选择，当设备发生故障时，应在短时间内发现并及时处理，实现对设备的实时检测，以此保障电力系统运行的安全性与可靠性。