输变电设备带电检测技术研究

输变电设备带电检测技术研究

刘威 于海

国网新疆电力有限公司电力科学研究院，新疆 乌鲁木齐 830011

摘要：输变电设备状态的检测和维护主要依靠先进的测试技术和检测手段从所有传输变换中收集数据和信息，然后根据运行状态和运行经验进行综合判断和分析，以确定处理设备传输的项目和维护周期。状态维修可以提高输电欠压设备的可靠性和安全性，提前预防设备事故，延长设备的使用寿命。本文主要研究带电检测技术和我国带电设备在线检测的应用现状，以发现带电检测和在线检测技术在带电设备实际使用中的缺陷和不足，提出有效的策略和对策，促进我国带电设备运行的稳定性、安全性和可靠性。

关键词：输变电设备；带电检测；技术分析

引言

输变电设备的合理检测和评估是维护活动的基础，通过信息技术的集成，实现在线检测和电荷检测等新的检测方法，对于传输工作的科学安全发展具有重要意义。

1 输变电设备带电检测技术的重要性分析

电力系统的预防性测试确保其稳定运行。应当注意的是，现代电力气系统已经发展成高容量和高压系统，这增加了对可靠电力系统运行的需求。传统测试技术的局限性更加明显。它的局限性是:1)进行电气系统预防性试验时，必须切断电源，同时确定试验周期，不能及时检测到电气系统中的欠压设备缺陷。2)电力系统处理设备运行期间的条件和运行参数与关闭状态非常不同，预防性测试的结果不能准确反映电力系统处理设备的运行状态。本文将详细讨论输变电设备的带电检测及其在线检测技术，找出存在的问题并提出相应的解决方案，为发展提供参考。

2 输变电设备带电检测技术分析

2.1 变压器状态检测技术

在电力系统中，变压器属于最为核心的设备，其运行的可靠性是确保电力系统安全、经济运营的基础。目前，变压器设备的状态在线检测措施主要有6种如：变压器设备的在线检测、油液中气体的检测、局部放电的检测、绕组形变的检测、铁心接地电流的检测、振动频谱的检测。

2.2 电容型技术

在变电所中，电容型的输变电设备占总设备的45%~60%，其设备的绝缘性能直接影响到变电所的安全运营。在电力系统所有的输变电设备当中，其电容型输变电设备的在线检测研究、应用得最多。主要包括三部分：①泄漏电流的检测；②电容器容量的检测；③介质损耗的检测。

2.3 避雷器技术

避雷器状态的检测主要是检测器阻性泄漏电流。常用的技术措施有4种：1）谐波法；2）阻性电流谐波法；3）总泄漏电流法；4）常规补偿法。现在用得最多的技术是补偿法来测量避雷器的阻性泄漏电流。

2.4 断路器技术

在电力系统中，断路器起着控制与保护的作用，其开断能力的好坏对于电力系统的安全运营起着重要作用。对断路器状态的检测，可以很好的获得其运营特性，从而提高电力系统的运营可靠性。目前，我国断路器状态检测主要在3方面：1）断路器的机械动作特性；2）断路器的灭弧室电寿命；3）SF6气体检测。

2.5 电缆技术

目前，我国应用得最为频繁的电缆的在线检测是采用叠加直流电压法，但仍有一些缺陷：1)端部表面漏电阻变化、杂散电流变化等因素，存在一定的测量误差；2)接地变压器长时间通过直流电，存在磁路饱和现象，通常会引起继电保护的错误动作。

3 输变电设备带电检测技术应用分析

带电检测技术目前主要包括红外成像、紫外成像和超声波检测。红外成像方法主要用于检测由次级传输设备的介电能量损失或电阻损失引起的局部温度升高，目前被广泛使用。红外探测的技术局限性是由于红外辐射在固体中的穿透能力极低(金属导体的穿透厚度仅为微米，而大多数非导电材料的穿透厚度为1毫米)。

因此，对于大型复杂输变电设备中的一些故障，如果故障加热功率太小或故障位置离设备台面太远，由于热量的横向传递，故障加热不会在设备台面上产生明显的特性响应。或者由于设备内部的换热过程特别复杂，内部故障加热不能在设备表面形成特征热场分布。在这些情况下，红外成像方法难以从设备外部检测内部操作状态。紫外线检测方法主要检测各种输变电设备的表面，检测设备是否有局部放电现象造成的碳化损伤。紫外成像检测(如导体损伤检测、高压设备污染程度检测和绝缘缺陷检测)的技术局限性在于，检测到的光子数量受检测距离、增益、气压、温度、湿度等因素的影响。目前，还没有正式的紫外线检测标准程序可供参考。超声波检测方法是利用超声波在绝缘介质界面的反射和折射原理来检测绝缘介质中的裂纹和缺陷。其优点是穿透力强、设备轻、检测成本低、检测效率高，对危害性大的裂纹缺陷特别敏感。其缺点是通常需要耦合介质来允许声能渗透到测试对象中；需要参考评估标准；显示的测试结果不直观，对操作人员的技术水平要求很高。

4 完善应用的相应建议与对策分析

4.1 将在线检测装置的技术要求不断统一与规范

如今我国输变电设备对在线检测技术的应用比较广泛，在线检测技术也处于快速与持续发展的环节，在短期内研发参与的厂家虽然比较多，但还无法形成规范并统一的行业与国家标准，但是可以通过技术要求的规范来约束入网在线检测系统，使其统一满足现场总线、数据库、通信规约等要求，以便提高不同厂家设备的互换性与可扩展性。另外为了避免入网使用低质量产品，提高输变电设备状态检测数据的科学与准确性还要建立规范并统一的检测装置与方法，以便对在线检测装置的数据传输准确性、工作状态与测量精度进行检测评价，并规范在线检测装置的使用与选型。

4.2 完善并提高在线检测装置性能

现在我国将进一步加强光学钎焊和跟踪传感器等新技术的研发和应用，开发出一套具有实用需求、抗干扰能力强、测量精度高的系统。同时，制造商应优化产品技术和设计水平，以提高在线检测系统的可靠性和稳定性。相关运营单位应及时分析比较测试数据和在线测试数据，加强制造商与研发机构之间的沟通，提高系统分析和诊断水平。此外，在新的时代，中国已经开始大力建设智能输变电设备。因此，在应用过程中，在线检测技术和系统也应重视智能研发，为智能输变电设备提供必要的信息和数据，实现输变电设备的智能维护。

4.3 强化对在线检测装置的维护与管理

在投入运行在线检测系统之后还要将相关的运行规程进行编写，并纳入日常生产设备的维护与管理中，以便规范维护、数据分析、通信、使用与储存管理制度。另外在线检测设备厂家还要对实际设备运行情况进行充分掌握与了解，以便建立反应快、高水平的维修与管理机制，不断完善并改进在线检测装置的性能。

4.4 做好在线检测应用的经济与技术对比

输变电设备运行在线检测技术的最终目的是及时掌握设备的真实运行状态，提高供电的稳定性和可靠性。输变电设备在选择带电检测和在线检测相关的系统和仪器时，应考虑实际情况，优先考虑易发生故障、影响供电可靠性的设备和影响面积大的设备。不同的检测仪器和方法各有利弊。此外，便携式或分布式、集中式等设备在操作上各有利弊。因此，在选择在线检测设备类型时，有必要进行经济技术对比分析，结合检测成功率、维护成本、检测设备成本、事故损失、事故概率和设备特点，确定合适的规模，全面提高输变电设备在线检测系统的水平和利用率。

5 结语

总而言之，带电检测技术与输变电设备在输变电设备中的应用现状还不容忽视，我们要及时发现存在的缺陷与不足问题，找到有效的措施与对策，以便提高带电检测技术与输变电设备在输变电设备中的应用水平，保证输变电设备运行的可靠、安全与稳定性。

参考文献：

[1]王少华，叶自强，梅冰笑.输变电设备在线检测及带电检测技术在输变电设备中的应用现状[J].高压电力，2011（4）.

[2]陈楠.红外检测技术在输变电设备中的应用[J].华中电力，2009（5）.