摘要：社会生产生活对电力能源的需求不断加大，相应的随着各项技术的应用，电力系统建设效果不断提升。基于大容量与特高压系统建设运行需求，势必要加强对整个电力系统的检测管理，而输变电设备预测性测试是确保系统正常运行的重要手段，需要在原有基础上做更深入的研究，打破其所具有的局限性，对带电检测技术进行优化。本文对输变电设备带电检测技术进行了简要分析。
关键词：输变电设备；带电检测；高频带电检测技术；特高频局放检测技术
1 研究背景
带电检测是指利用便携式检测设备在电路接通的状态下检测带电设备，寻找运行工况不佳或存在一定安全隐患的设备，其目的是为了及时掌握设备的运行状态，从而保障设备的安全、经济运行。带电检测的特点是实时、高效、准确，相比于在线检测，具有造价低廉、方便、快捷的优势，在我国的电力系统中有很大的发展空间。通过推广带电检测技术，能及时排查电力系统及其设备的潜在危害，根据检测结果可制订合理、有效的预防和控制措施，从而提高电力设备的安全性，达到节约资源、降低事故发生概率的目标，从而保证电力设备的运行具有良好的经济性。
2 基于电测法的局放带电检测技术
2.1 高频带电检测技术
高频带电检测在电缆电气设备方面的应用较为广泛，可根据实际情况对变压器等设备进行高频检测。该技术的原理为：在设备内部放电时，会有电流经过外层进入大地，电流通过在此部位设置的电流感应器后，工作人员可据检测结果分析现场的高频分量，从而判断电力设备是否存在绝缘故障。该方法在实施过程中会受到大量的干扰，因此，必须处理检测数据后，才能分解出电缆的高频放电局部脉冲。便携式检测仪一般由信号采集单元、高频CT、同步线圈和专家诊断系统组成。其中，专家诊断系统通过模糊逻辑判断放电类型等特征。
2.2 暂态地电压检测技术
从本质上讲，电与磁没有根本性的区别。根据麦克斯韦理论，局部放电产生的电场会形成磁场，且新产生的磁场也会形成电场。电与磁的不断相互转换会形成电磁波，并向远方传播，其经过金属物向外传播的过程中会形成电压，即暂态电压。暂态地电压检测是利用检测仪器在开关柜的两端进行水平方向定位，其定位点特征为两个传感器同时触发；利用检测仪器在开关柜上、下方进行竖直方向定位，其定位点特征为两个传感器同时触发。通过两次坐标定位，可准确判断放电点的位置。
在检测过程中需要注意传感器的出发稳定性。当两个传感器出发不稳定时，往往是由于两个传感器信号的抵达时间间距过短。在操作过程中，可通过移动其中一个传感器，达到延长两个传感器接收信号的时间的目的。这样定位设备后，可迅速判断传感器的触发顺序。此外，在多点放电的情况下，两个传感器的通道指示灯会同时开启，将传感器移开多点放电的区域后，可根据传感器一定过程中的信号响应顺序判断此区域放电点的分布范围。
2.3 特高频局放检测技术
局部放电时会产生脉冲电流，且以电磁波的形式向外传播。采用特高频局部放电检测技术可检测局部放电击穿过程中产生的特高频电磁波，从而确定放电位置。特高频电磁波的传递会受到管体形状、连接形式等的影响，比如在直线形状的管体中传播距离较远。
当内部的特高频信号传至盆式绝缘子处时，部分信号通过绝缘缝隙辐射到设备外部，在缝隙处产生二次辐射，且缝隙宽度不会对辅射强度产生决定性的影响。因此，在外部的盆式绝缘子处放置特高频传感器的天线，可检测内部局部放电的特高频信号，从而判断内部的局放情况。但对于外部包有绝缘层的盆式绝缘子，特高频电磁波无法通过，如果被检测的气室未安装内置传感器，则无法用特高频测试方法测试局部放电信号。
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3 基于声检法的超声波局放检测技术
超声波与一般的声波没有本质的区别，都是通过物体振动带动周围介质振动，并以波的形式向外传播的，唯一的不同点为超声波的频率与人类能区分的声音振动频率区域有一定的差距，且超声波的波长很短，在一定距离内直线传播的方向性很好，易于检测，不易受到背景声音的干扰。当设备内部因导电颗粒、电晕、局部放电而发生故障时，这些导电颗粒会因受到电场、重力场的力学作用而振动，与设备外壳发生碰撞，并将这些能量转化为机械波传播。产生电晕或局部放电时，也会产生一定的振动和超声波，这些声音信号都会在壳体间传播。根据这些基础原理，在待检测带电设备的金属外壳时放置超声波传感器，接收并分析壳体内部的超声波信号，从而达到对带电体进行带电检测的目的。
在连续检测模式下，有效值峰值与背景有所不同，可据此判断设备内部是否有缺陷：①移动传感器，测试此气室不同的部位，找到信号最强的点，即故障点。②在连续检测模式下，有效值与相邻气室相比，U≤5 mV时可不处理。③在脉冲模式下，有效值与相邻气室相比，U为5～10 mV时应进行敲击处理，如果此值无较大的变化，且50 Hz与100 Hz的相关性较弱时（<0.5）可不处理；如果此值无较大的变化，但50 Hz与100 Hz的相关性较强（>0.5）时，应根据流程判断是否存在缺陷，并相应缩短检测周期，通知运行人员加强监视。④在脉冲模式下，有效值与相邻气室相比，U>50 mV且敲击处理后此值无较大变化时，则应尽快停电处理。
3.1 加强监测装置管理
面对市场中监测设备越来越多的情况，必须要建立起完善的管理标准，加强对装置以及检测方法的管理，在原有基础上更进一步提高装置检测精度、状态运行效率以及数据传输准确性等，全面满足输变电设备状态检测需求。通过对进入市场监测装置的管理，来避免低质量产品入网使用，以免因为装置问题而影响系统检测效果。同时，还需要做好装置后续管理工作，包括储存、使用、通讯以及数据分析等，针对带电检测技术实际要求，从多个方面着手，做好整个应用过程的控制，最大程度上来降低外界因素对检测结果的影响。
3.2 优化监测装置功能
对监测装置存有的功能缺陷进行优化，尤其是要集中处理传感元件问题，如线性问题、信号采集与传递以及干扰性能等，来提高对设备状态监测的精确度。同时还需要针对电网系统中输配电设备运行要求进行分析，扩展监测系统功能，对各项反应设备运行状态的信息进行分析，包括放电、温升以及色谱等。在对监测装置与系统进行优化时，需要结合国家目前对带电检测技术研究的进度，积极应用各项新型技术，加强局部放电监测与气体绝缘组合电器在线检测。
3.3 建立完善分析系统
通过合理应用带电检测技术来掌握电网系统中输变电设备运行状态信息，然后还需要对各项信息进行综合分析，这样就需要建立完善数据分析系统。即按照预防性试验管理模式，实现与数字化电网生产系统的融合，并对关键技术进行优化分析，对软件功能进行完善，综合加强数据集成、展示以及统计分析管理，提高检测结果的直观度。通过对检测数据的整合，对后续工作提供统计分析的依据，在确定设备运行状态的基础上，来编制合理的管理方案，确保电网系统可以正常运行。
4 结束语
输变电设备带电检测技术现在已经成为研究的要点，为提高其实施效果，需要结合其应用特点进行分析，针对实际应用中存在的不足，来确定优化方向，并制定完善管理方案，争取不断提高检测效果。
参考文献：
[1]栗永江.输变电设备带电检测技术研究[D].华北电力大学，2014.
[2]魏静，马晓娜，石大乾，罗舒婷.输变电设备带电检测技术研究[J].电子制作，2015（06）：242.
[3]魏静，马晓娜，石大乾，罗舒婷.输变电设备带电检测技术研究[J].电子制作，2015（11）：242.
论文作者:张远航,艾峤
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：设备论文; 传感器论文; 检测技术论文; 信号论文; 局部论文; 输变电论文; 系统论文; 《电力设备》2018年第16期论文;