高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電在線檢測(cè)技術(shù)及運(yùn)用分析

陳成焯

摘 要：目前階段，國(guó)內(nèi)電力行業(yè)的發(fā)展速度明顯加快，高壓設(shè)備的檢測(cè)和維護(hù)也逐漸成為電力企業(yè)日常工作重點(diǎn)，尤其是高壓設(shè)備局部放電問(wèn)題。對(duì)于電力企業(yè)而言，要想不斷增強(qiáng)高壓設(shè)備局部放電的維護(hù)質(zhì)量，有必要將在線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于其中?；诖?，文章將重點(diǎn)闡述高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電在線檢測(cè)技術(shù)與運(yùn)用，希望有所幫助。

關(guān)鍵詞：高壓設(shè)備；強(qiáng)電局部放電；在線檢測(cè)技術(shù)；運(yùn)用；分析

電力系統(tǒng)長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)，而高壓電氣設(shè)備的內(nèi)部亦或是表面會(huì)因放電現(xiàn)象的發(fā)生而加快絕緣裝置老化的速度，也會(huì)出現(xiàn)短路亦或是擊穿事故，直接影響電力運(yùn)行效果與高壓設(shè)備質(zhì)量，威脅電力檢修工作人員生命安全。將在線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用于高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電的維護(hù)過(guò)程中，能夠在線控制并檢測(cè)高壓設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)與放電狀況，以保證可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并分析高壓設(shè)備異常放電情況與故障，全面維護(hù)高壓設(shè)備放電的問(wèn)題。由此可見(jiàn)，深入研究并分析高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電在線檢測(cè)技術(shù)與運(yùn)用具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1.局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)概述

電力企業(yè)高壓電氣設(shè)備在運(yùn)行與維護(hù)方面，局部放電即為高壓設(shè)備絕緣層迅速老化，且在內(nèi)部存在縫隙等問(wèn)題，導(dǎo)致電壓與電流傳輸?shù)倪^(guò)程中在設(shè)備表面發(fā)生電荷集聚的情況，增加了電氣設(shè)備局部放電現(xiàn)象發(fā)生的幾率。而對(duì)于普通電力企業(yè)來(lái)講，電氣設(shè)備所傳輸?shù)碾妷憾际歉邏?，所以?huì)存在極大的電荷集聚在表面，局部放電通常都是強(qiáng)電[1]。在這種情況下，如果電氣設(shè)備出現(xiàn)局部高壓放電的現(xiàn)象，很容易對(duì)設(shè)備本身與其他設(shè)備性能帶來(lái)直接的影響，甚至還會(huì)增加電力企業(yè)生產(chǎn)成本的投入，形成不必要的設(shè)備維修和更換費(fèi)用浪費(fèi)。由此可見(jiàn)，有必要將在線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用在在線監(jiān)測(cè)高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電方面。

1.1高壓設(shè)備出現(xiàn)局部放電原因闡釋

一般情況下，高壓電工設(shè)備都有局部放電的現(xiàn)象，特別是在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，局部放電的情況更是無(wú)法避免的。究其原因，設(shè)備在制造的過(guò)程中，絕緣材料亦或是結(jié)構(gòu)含有部分氣隙亦或是油膜，被擊穿的可能性較強(qiáng)?？梢允褂盟芰想娎|和變壓器澆筑制造過(guò)程做比喻，固體的介電常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)空氣和礦物油，而且在電場(chǎng)作用之下，空氣和礦物油承受場(chǎng)強(qiáng)會(huì)更大，而被擊穿的強(qiáng)度不高。一旦外部電壓提升至特定程度，那么空氣亦或是油就會(huì)出現(xiàn)局部擊穿的情況，最終形成局部放電的現(xiàn)象。

2.在線檢測(cè)技術(shù)在高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電中的具體運(yùn)用

2.1原理和實(shí)施方案的設(shè)計(jì)

近年來(lái)，高壓設(shè)備的強(qiáng)電局部放電所面對(duì)的對(duì)象就是設(shè)備表面亦或是內(nèi)部絕緣層局部高壓放電，所以，局部放電的在線監(jiān)測(cè)，指的通常都是高壓設(shè)備絕緣層局部高壓放電現(xiàn)象。而對(duì)于高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電的在線監(jiān)測(cè)，最基本的原理則表現(xiàn)在局部放電原理和特點(diǎn)方面，在高壓線電氣設(shè)備出現(xiàn)強(qiáng)電局部放電的情況下，變壓器的內(nèi)部就會(huì)形成電輻射、超聲波以及光等現(xiàn)象，導(dǎo)致變壓器的內(nèi)部溫度驟然上升，最終燒毀變壓器。若局部放電位于油當(dāng)中，在放電現(xiàn)象發(fā)生的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生氣體，且能力損耗量明顯增加[2]。為了能夠更加系統(tǒng)且準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)局部放電現(xiàn)象，很多有關(guān)局部放電的檢測(cè)方法也隨之形成，特別是聲光信號(hào)測(cè)量、電輻射測(cè)量與超聲波測(cè)量等方法。

2.2基本步驟分析

通過(guò)對(duì)超聲波定位方法的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)高壓設(shè)備局部放電的目標(biāo)，需要嚴(yán)格遵循以下步驟要求：

借助系統(tǒng)傳感器有效地采集并濾波處理電氣設(shè)備局部放電超聲波信號(hào)，在雙轉(zhuǎn)換器的作用下，使得模擬超聲波信號(hào)有效地轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。

準(zhǔn)確識(shí)別經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換以后的超聲波信號(hào)，進(jìn)而對(duì)設(shè)備局部放電量大小以及類型加以判斷。與此同時(shí)，要延時(shí)計(jì)算經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換以后的超聲波信號(hào)，詳細(xì)地求解超聲波信號(hào)至不同傳感器間的時(shí)間差與傳感器具體的空間坐標(biāo)。

將已經(jīng)求解的傳感器空間坐標(biāo)以及超聲波信號(hào)至傳感器時(shí)間差作為重點(diǎn)參考依據(jù)，準(zhǔn)確地確定高壓設(shè)備局部放電點(diǎn)位置，在對(duì)計(jì)算機(jī)與圖像處理軟件合理運(yùn)用的基礎(chǔ)上，通過(guò)三維立體形式在高壓設(shè)備模型中顯示出來(lái)。這樣一來(lái)，即可針對(duì)高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電的現(xiàn)象展開(kāi)在線監(jiān)測(cè)工作。

2.3有效抑制干擾信號(hào)

如果高壓電氣設(shè)備出現(xiàn)局部放電的情況，也會(huì)同時(shí)存在噪聲干擾。另外，受諸多不確定因素的影響，以及在線監(jiān)測(cè)效果的影響，局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)針對(duì)高壓設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施在線監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，要想規(guī)避干擾信號(hào)以及噪聲所帶來(lái)的負(fù)面作用，應(yīng)借助相對(duì)應(yīng)干擾信號(hào)和噪聲一致方法[3]。通常情況下，高壓設(shè)備局部放電干擾信號(hào)主要通過(guò)整流設(shè)備、變頻設(shè)備與逆變?cè)O(shè)備產(chǎn)生，而且電網(wǎng)內(nèi)部所有的變壓器都是大型單相電力電子裝置，在實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候，出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象的幾率相對(duì)較大，很容易出現(xiàn)諧波電壓電流等諸多干擾信號(hào)，嚴(yán)重干擾傳感器性能和線路工作性能，致使電氣設(shè)備絕緣層的老化速度加快，電力設(shè)備運(yùn)行中的實(shí)際損耗增加，影響設(shè)備的運(yùn)行效率，直接縮短了設(shè)備運(yùn)用時(shí)間。在這種情況下，要想規(guī)避干擾信號(hào)帶給高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電在線監(jiān)測(cè)效果，就必須要正確區(qū)分干擾信號(hào)具體類型，以此為參考依據(jù)合理地采取必要的抑制方法。一般來(lái)講，局部放電效應(yīng)所指的就是電壓效應(yīng)與時(shí)間效應(yīng)，也就是說(shuō)，局部放電的電壓會(huì)伴隨時(shí)間改變而發(fā)生相應(yīng)的變化。電壓設(shè)備的局部放電也會(huì)伴隨時(shí)間的發(fā)展而呈現(xiàn)出共性的特征。

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，電力企業(yè)內(nèi)部高壓電氣設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中，局部放電在線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用作用不容小覷。在實(shí)際運(yùn)用方面，不僅能夠及時(shí)且準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)設(shè)備局部高壓放電的類型與大小，同時(shí)也可以準(zhǔn)確定位并識(shí)別局部高壓放電的位置。這樣一來(lái)，就能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。然而，伴隨科學(xué)技術(shù)的快速升級(jí)與更新，高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電的在線檢測(cè)技術(shù)也必須要實(shí)時(shí)把握技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)，采取必要的改進(jìn)措施，以保證在定位放電位置、識(shí)別具體類型等方面的能力不斷增強(qiáng)。在上文中，針對(duì)高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電在線檢測(cè)技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容展開(kāi)了系統(tǒng)化闡述，以供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]陳志軍.關(guān)于高壓設(shè)備強(qiáng)電局部放電在線檢測(cè)技術(shù)的探討[J].建筑與裝飾，2017（7）：115，117.

[2]宋昆峰，曲全躍，戴輝.高壓電氣設(shè)備的在線檢測(cè)技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（20）：194.

[3]蔡超，陳柏超，孫彬，等.非接觸式高壓直流開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)在線檢測(cè)技術(shù)[J].高電壓技術(shù)，2013（4）：845-852.

（作者單位：廣州廣電計(jì)量檢測(cè)股份有限公司）