帶電檢測技術(shù)在電網(wǎng)設備中的應用分析

北京博電新能電力科技有限公司 王曉光

現(xiàn)階段，我國正處于經(jīng)濟飛速發(fā)展、科技不斷創(chuàng)新的階段，國家電網(wǎng)迎來了發(fā)展的黃金時期，但周期性的停電維修形式對居民生活、企業(yè)運營造成了嚴重影響，經(jīng)過專家團隊的不斷努力，目前已經(jīng)實現(xiàn)了設備檢測維修與供電同時進行的目標，而帶電檢測技術(shù)在電力設備運營過程中可以對設備狀態(tài)做出評估，可檢查出故障的問題與問題所在的位置、環(huán)節(jié)，以及缺陷的嚴重程度等，方便日后設備的維修監(jiān)測。本文以帶電監(jiān)測在電網(wǎng)設備的應用為中心展開了討論研究，并提出相應的建議。

1 帶電檢測技術(shù)具體內(nèi)容

隨著國家電網(wǎng)公司發(fā)展規(guī)模日益壯大，設備數(shù)量呈直線增長，一次、二次設備的檢測維修工作是，當前設備運行監(jiān)測人員面臨的重大挑戰(zhàn)。帶電監(jiān)測技術(shù)是目前國內(nèi)外最新研制成功的科學專利，其也在國家電力發(fā)展中占據(jù)著重要地位，由于可以在設備不停工的情況下進行監(jiān)測維修，大大降低了電力公司的損失，保證了居民、企業(yè)正常用電，為我國電網(wǎng)的發(fā)展提供了有力保障。截至目前，帶電檢測技術(shù)是較為先進的評估電力設備是否處于健康水平的有效途徑，在主變壓器的核心控制部分中，變電設備起著至關(guān)重要的作用，本文主要通過帶電電器電帶電檢測技術(shù)應用的相關(guān)案例分析，積極配合電力公司負責人開展的診斷培訓課程，及時掌握最新的設備運行情況，對出問題的設備環(huán)節(jié)精準定位，為電網(wǎng)設備營造安全的運營環(huán)境。

帶電檢測技術(shù)在國內(nèi)外市場中已有近30年的發(fā)展歷史，其實現(xiàn)了停工維修到不停工維修的跨度。通俗來說，帶電檢測技術(shù)相較于其他技術(shù)而言便攜、方便，可以在設備運營的情況下進行設備維修的具體工作，不影響電廠的運行效率，監(jiān)測方式也是使用時間較短的流程，與傳統(tǒng)的停工監(jiān)測技術(shù)存在較大差異。目前，常用的帶電檢測技術(shù)主要有高頻率局部放電檢測、紅外線熱成像檢測、超聲波信號檢測、暫態(tài)地高電壓檢測、通地電流測量、不用介質(zhì)影響因數(shù)、SF6氣體分解物監(jiān)測、SF6氣體泄漏成像檢測、金屬質(zhì)地保護系統(tǒng)等9種方法和手段。

2 探討帶電檢測技術(shù)的原理

目前，電網(wǎng)設備種類千奇百怪、形態(tài)各異，需要使用帶電檢測設備的項目仍然存在較大差異。

2.1 紅外線熱成像法

紅外熱成像技術(shù)主要應用紅外線法時刻對電網(wǎng)進行監(jiān)測，監(jiān)測問題所在的位置為設備維修檢驗提供理論依據(jù)。無論是電流表導熱型、電壓用電型還是其他傳導熱效應的設備，只要設備發(fā)出的紅外診斷能通過一定機制傳導，沒有任何阻力的變電設備都在紅外診斷的有效監(jiān)測范圍之內(nèi)，如常見的電傳導線路、高壓器、短路電流互感器、手動變速器、傳感器、電容器、電阻力以及避雷器等。

近年來，紅外線規(guī)范管理系統(tǒng)較嚴格，主要涉及監(jiān)測方法、檢測周期、缺陷處理方式以及使用的儀器、圖譜數(shù)據(jù)庫等方面，檢測人員及時對電流類型及流速進行監(jiān)測，排查問題所在的位置和電壓表致熱系統(tǒng)存在的不足，其中主要以接頭引線和刀閘接頭不明原因的發(fā)熱現(xiàn)象有關(guān)。紅外測溫法可以對接頭處溫度變化進行監(jiān)測，當出現(xiàn)接頭溫度較高時，設備的報警裝置會觸碰，對CT、CVT、電氣設備的絕緣裝置、避雷針等設備都會起到監(jiān)測作用，對設備的內(nèi)部構(gòu)造也會產(chǎn)生一定影響。

2.2 氧化鋅避雷器帶電測試

避雷器的材質(zhì)主要采用金屬氧化鋅，其主要測量設備在運行過程中泄漏電流的強弱。設備通路中的電流值強弱，足可以反映氧化鋅作為避雷器的主要材質(zhì)絕緣效果如何，而且阻性泄漏電流值的大小與絕緣體的好壞有直接關(guān)系。沒有關(guān)聯(lián)的金屬氧化物避雷器如果發(fā)生電流短路，或者泄漏時主要通過MOA運行全電流進行全方面監(jiān)視，對基波及三次阻斷性電流進行分析研究，最終反映出線路老化、受潮對MOA運行有影響。

2.3 超聲波檢測法

超聲波觀測法主要根據(jù)超聲波信號判斷局部放電情況，再根據(jù)放電電流數(shù)據(jù)報告制定出解決方案。傳統(tǒng)的超聲波傳感器的頻率大約為50～150kHz，其具有不影響電氣主設備的運行安全、減輕電磁干擾等優(yōu)勢。但是由于放置電源和超聲探頭之間存在異常的波阻抗，所以超聲波信號等傳播途徑較復雜，最終導致監(jiān)測的結(jié)果出現(xiàn)嚴重偏差。

2.4 紫外成像法

針對紫外線光譜輻射的勘測廣泛使用的方法為紫外成像法，該檢測方法經(jīng)常用來檢測被測物體表面張力或者放電所產(chǎn)生的紫外線強弱，通過輻射光線強弱來發(fā)現(xiàn)放電源。在放電試驗測試過程中，利用紫外線成像法快速定位絕緣材料、套管等設備放電位置，消除由于外來因素對設備等機器的影響，有助于幫助放電試驗在有效時間內(nèi)順利完成。但該檢測方法具有一定的局限性不適用于變壓器的測量、GIS等設備內(nèi)部電源故障等[1]。

2.5 脈沖電流法

起源早、應用范圍廣、使用頻率高的局部檢測方法為脈沖電流法。其測量原理大致為當局部設備開始放電預警時電荷的定向移動距離，移動的電荷可以在測量回路中起著重要作用，其產(chǎn)生的脈沖電流可以檢測電流值的大小，因此實現(xiàn)對局部電流放電試驗結(jié)果的預估。該檢測方法測量的脈搏信號一般處于低頻率部分，但是這種檢測方法的效率較低，只能測量頻率較低、頻帶略窄范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)，一旦信息量較大或者現(xiàn)場存在抗干擾技術(shù)較強，其作用就會大大降低。傳統(tǒng)的電流傳感器接脈沖信號較弱，有時會出現(xiàn)不顯示的情況，因此目前經(jīng)常使用超寬帶電流感應器檢測電流的流通趨勢。

2.6 紅外測溫式檢測技術(shù)

電力設備在運行時難免會出現(xiàn)溫度升高，不易控制的局面，對于這類情況需要時刻選用紅外線測溫技術(shù)進行監(jiān)測，該技術(shù)對設備表面上升溫度較敏感，以及每個環(huán)節(jié)溫度的多少都會有記載，一旦溫度超過正常溫度時，紅外線測溫技術(shù)就會自動報警，專家及技術(shù)人員就做出相應的調(diào)整和規(guī)劃，這樣可以有效避免零件脫落、老化現(xiàn)象的發(fā)生，而且是有一定的提前意識對設備進行檢修，防止造成更大的經(jīng)濟損失。

3 帶電檢測技術(shù)在電網(wǎng)設備中的應用存在的問題

3.1 缺少統(tǒng)一檢測標準

雖然帶電檢測技術(shù)在電力領(lǐng)域的發(fā)展時間較短，但我國電力系統(tǒng)的發(fā)展前景較為廣闊，當前居民和企業(yè)對電力具有較強的依賴性，雖然技術(shù)要求目前還沒有達到應有的效果，想要促成帶電監(jiān)測設備形成統(tǒng)一性的整體，仍然有較大的發(fā)展空間，同時也將面臨較大的挑戰(zhàn)。如果沒有設置統(tǒng)一的檢測標準，可能會影響檢測技術(shù)的發(fā)展前景，導致后期工作規(guī)范性不足，在一定程度上阻礙了該技術(shù)在電網(wǎng)設備中的運用和未來發(fā)展方向，因此相關(guān)技術(shù)人員要參照現(xiàn)有的資源，進行資源整合管理，擬定出統(tǒng)一的管理方案，推進帶電檢測技術(shù)向正確的發(fā)展方向前進[2]。

3.2 有待提升在線監(jiān)測的穩(wěn)定性

我國當前正處于經(jīng)濟的高速發(fā)展及科技水平不斷提高的時代背景下，在線監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)廣泛應用到電網(wǎng)設備的運營維護工作，并且是一種重要的維修方式，這一監(jiān)測技術(shù)可以通過在線監(jiān)測設備時刻監(jiān)管設備的運行情況，如果出現(xiàn)問題，及時派遣人員維護、檢修，實現(xiàn)實時監(jiān)測的目標。但是，當前市場已經(jīng)存在的帶電檢測設備還不夠完善，使用過程中仍然有較多問題出現(xiàn)，其裝置在日常的監(jiān)測方面易受到周圍因素的影響，穩(wěn)定性較弱，更有設備失靈的嚴重問題，另外，檢測裝置自身存在一定缺陷，研究人員在研制時并沒有考慮到不確定因素的影響，使得檢測結(jié)果的正確性受到質(zhì)疑。

4 提升帶電技術(shù)在電網(wǎng)設備中應用實效性

4.1 統(tǒng)一檢測技術(shù)標準

為使檢測維修工作順利進行，減輕工作人員的工作壓力，必須對帶電檢測設備進行統(tǒng)一規(guī)劃、處理，達成統(tǒng)一目標，因此要將目前已經(jīng)存在的帶電檢測設備的功能、數(shù)量、質(zhì)量、操作水平等方面進行分類、調(diào)整，加強監(jiān)管力度，將淘汰落后的設備，確保檢測技術(shù)達到統(tǒng)一標準之上[3]。

4.2 加強專業(yè)檢測隊伍的核心技術(shù)水平

要想使帶電檢測技術(shù)更加方便、快捷，專業(yè)的技術(shù)人員是不可或缺的一部分，因此要積極開展培訓工作對技術(shù)進行探討，組內(nèi)成員之間互相分享經(jīng)驗，不斷提高自身知識素養(yǎng)，企業(yè)可以邀請專家為技術(shù)人員進行課程培訓，為保障專業(yè)檢測隊伍的核心水平穩(wěn)步提高做準備。

5 帶電檢測技術(shù)存在的問題

5.1 未形成一致的檢測標準

根據(jù)當前階段的檢測數(shù)據(jù)顯示可知，電力設備的檢測流程還沒有形成統(tǒng)一的整體，仍然面臨一定的問題，主要是每個環(huán)節(jié)出問題的原因和工作人員的貢獻意識不統(tǒng)一，不同廠家生產(chǎn)的設備使用過程中存在隱患，因此導致形成統(tǒng)一的檢測標準較困難。因此，紫外線技術(shù)因為具有準確的定位系統(tǒng)，所以在實際檢測過程中被廣泛應用，區(qū)別于其他檢測技術(shù)仍然占據(jù)上風。

5.2 缺乏可靠性

對于現(xiàn)階段的發(fā)展趨勢而言，電網(wǎng)設備的檢測工作已成為當今電力企業(yè)重點培養(yǎng)的項目之一，其關(guān)乎著整個企業(yè)運行鏈的發(fā)展前景，如果設備在運行中沒有得到好的監(jiān)測，同時數(shù)據(jù)報告存在漏洞將會導致不可預估的后果發(fā)生。較為廣泛應用的技術(shù)有在線監(jiān)測技術(shù)，該檢測技術(shù)是目前為止國內(nèi)電力企業(yè)使用較為廣泛的技術(shù)之一，該方法不僅簡單、便捷，而且不耽誤工廠的正常運行，但是由于發(fā)展時間較短，可靠性程度較低。

要想將裝置運行中存在的問題及時查找出來，需要應用在線監(jiān)測技術(shù)，如某電網(wǎng)公司在運行中，在線設備超過100套，但實際可以正常使用的不足70%，有許多設備閑置，導致資源嚴重的浪費[4]。出現(xiàn)此類現(xiàn)象完全可以歸結(jié)于在線監(jiān)測的力度不足，沒有全方面投入使用在線監(jiān)測技術(shù)，要想全方面提高監(jiān)測的效率，必須確保每臺設備都可以投入使用，這樣可以加強設備的穩(wěn)定性。

5.3 缺乏較為嚴格的維護管理體系

想要提高設備的穩(wěn)定性，保證其運行效率，工作人員必須使用帶電檢測技術(shù)維護設備，但在使用的過程中也會面臨眾多問題，包括管理制度是否完善，電網(wǎng)設備在運行中的事故概率多少都需要進行監(jiān)測。如在電站正常運轉(zhuǎn)時，某次檢測溫度為78℃，這時設備自身的報警裝置會被觸動，工作人員就要進行檢測，測量氫氣、總烷是否在正常水平之上，觀測設備運轉(zhuǎn)情況如何。

5.4 監(jiān)測裝置運行的穩(wěn)定性不足

截至目前，國家相關(guān)部門對電力設備的檢測和維修給予了足夠的重視，但是一些電力設備的運行情況仍然沒有得到解決。雖然在線檢測技術(shù)得到了廣泛的應用，完善了電力設備檢修過程中存在的漏洞，但仍然存在一些不容忽視的小問題。如設計不夠合理、原理缺乏準確性等。某電網(wǎng)公司的一項調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，181套在線監(jiān)測裝置，基本運行正常的為150套，運行故障或者停止運行的為31套，在總的裝置套數(shù)中占17%，該現(xiàn)象體現(xiàn)了在線監(jiān)測的不足。實施帶電檢測可以從另一方面實現(xiàn)對電力設備的全面檢測，保證電力設備的正常運行，才能提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，促進電網(wǎng)企業(yè)的發(fā)展。

6 帶電檢測技術(shù)的應用的建議

6.1 提高監(jiān)督管理

我國當前的檢測技術(shù)種類繁多，但自身存在較為嚴重的安全缺陷，穩(wěn)定性較弱，易受周圍環(huán)境的影響，存在檢查結(jié)果有效性較弱的情況。要想提高監(jiān)測結(jié)果的可靠性，需要對電網(wǎng)部門實施監(jiān)管措施，通過科學的方法提高檢測技術(shù)水平。

6.2 數(shù)據(jù)采集，統(tǒng)一檢測要求

科學進行數(shù)據(jù)采集工作，數(shù)據(jù)采集是帶電檢測過程中不可或缺的部分，在檢測監(jiān)督管理時，需要對設備進行全面的檢測，收集各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，工作人員憑借數(shù)據(jù)進行分析，保證信息化平臺順利運行[5]。

6.3 提高檢修技術(shù)

憑借電網(wǎng)設備為核心，對帶電技術(shù)進行運營研究，將在線監(jiān)測設備反映出的數(shù)據(jù)展開收集管理，并完成數(shù)據(jù)的整體分析，實現(xiàn)全覆蓋運行模式。但設備的完善工作是一個長期發(fā)展的過程，并不是短時間內(nèi)就可以完成的，需要一定的人力、財力，為電網(wǎng)建設提供保障服務。某種程度而言，其技術(shù)完善有利于實現(xiàn)統(tǒng)一化、標準化的運行模式，保障檢測技術(shù)在單位時間內(nèi)達到最高水平。現(xiàn)階段，儀表檢測技術(shù)多種多樣，但監(jiān)管力度水平較弱，相關(guān)部門明確管理規(guī)則是非常必要的方法。只要管理制度水平不斷完善，才能保證數(shù)據(jù)呈現(xiàn)多樣性的發(fā)展趨勢，同時設備數(shù)據(jù)的分析結(jié)果也是設備運行中較為重要的組成部分之一，分析系統(tǒng)的完善、評估工作是保證設備正常運行的必要途徑之一。

總而言之，經(jīng)過我國專家及各部門負責人長時間的努力，我國帶電檢測技術(shù)已經(jīng)正式投入使用，水平也有了明顯的提升，但帶電檢測技術(shù)對設備、人力、資金等方面要求水平較高，短時間內(nèi)達到較高水平還存在一定難度，因此要嚴格按照國家標準，控制好工作狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)集中收集起來進行多維化研究，保證數(shù)據(jù)具有準確性。