狀態(tài)檢測
狀態(tài)檢測:整合局部放電在線(xiàn)檢測、X光探傷、紅外測溫、油液分析、三維場(chǎng)(電場(chǎng)、磁場(chǎng)、熱場(chǎng))分析、電力系統分析等專(zhuān)業(yè)無(wú)損檢測技術(shù)手段，綜合評估并診斷電力設備的運行狀況、絕緣老化、工藝缺陷等潛伏性故障，對電力設備進(jìn)行故障診斷的一門(mén)綜合學(xué)科。
技術(shù)介紹
1、局部放電的基本概念
電力設備的絕緣系統中，只有部分區域發(fā)生放電，而沒(méi)有貫穿施加電壓的導體之間，即尚未擊穿，這種現象稱(chēng)之為局部放電。它是
由于局部電場(chǎng)畸變、局部場(chǎng)強集中，從而導致絕緣介質(zhì)局部范圍內的氣體放電或擊穿所造成的。它可能發(fā)生在導體邊上，也可能發(fā)生在絕緣體的表面或內部。在絕緣體中的局部放電甚至會(huì )腐蝕絕緣材料，并最后導致絕緣擊穿。因此，進(jìn)行局部放電檢測，預防絕緣事故的發(fā)生，對維護設備安全和電力系統穩定運行有著(zhù)十分重要的意義。
局部放電是一種脈沖放電，它會(huì )在電力設備內部和周?chē)臻g產(chǎn)生一系列的光、聲、電氣和機械的振動(dòng)等物理現象和化學(xué)變化。這些伴隨局部放電而產(chǎn)生的各種物理和化學(xué)變化可以為監測電力設備內部絕緣狀態(tài)提供檢測信號。
2、UHF、AE、HFCT 法原理
2.1 UHF法原理
電力設備絕緣體中絕緣強度和擊穿場(chǎng)強都很高，當局部放電在很小的范圍內發(fā)生時(shí)，擊穿過(guò)程很快，將產(chǎn)生很陡的脈沖電流，其上升時(shí)間小于1ns，并激發(fā)頻率高達數GHz 的電磁波。局部放電檢測超高頻(UHF)法基本原理是通過(guò)UHF 傳感器對電力設備中局部放電時(shí)產(chǎn)生的超高頻電磁波(300MHz ≤ f ≤ 3GHz )信號進(jìn)行檢測，從而獲得局部放電的相關(guān)信息，實(shí)現局部放電監測。根據現場(chǎng)設備情況的不同，可以采用內置式超高頻傳感器和外置式超高頻傳感器。由于現場(chǎng)的暈干擾主要集中300MHz 頻段以下，因此UHF 法能有效地避開(kāi)現場(chǎng)的電暈等干擾，具有較高的靈敏度和抗干擾能力，可實(shí)現局部放電帶電檢測、定位以及缺陷類(lèi)型識別等優(yōu)點(diǎn)。
2.2 AE 法原理
電力設備內部產(chǎn)生局部放電信號的時(shí)候，會(huì )產(chǎn)生沖擊的振動(dòng)及聲音。超聲波法
(AE，又稱(chēng)聲發(fā)射法)通過(guò)在設備腔體外壁上安裝超聲波傳感器來(lái)測量局部放電信號。該方法的特點(diǎn)是傳感器與電力設備的電氣回路無(wú)任何聯(lián)系，不受電氣方面的干擾，但在現場(chǎng)使用時(shí)易受周?chē)h(huán)境噪聲或設備機械振動(dòng)的影響。由于超聲信號在電力設備常用絕緣材料中的衰減較大，超聲波檢測法的檢測范圍有限，但具有定位準確度高的優(yōu)點(diǎn)。
2.3 HFCT 法原理
當電力設備內部發(fā)生局部放電時(shí)，高頻放電電流會(huì )沿著(zhù)接地線(xiàn)向大地傳播。高頻電流傳感器(HFCT)法通過(guò)在接地線(xiàn)上安裝 HFCT 檢測高頻電流信號實(shí)現局部放電檢測。HFCT 一般使用Rogowski 線(xiàn)圈方式，在環(huán)狀磁芯材料上圍繞多圈的導電線(xiàn)圈，高頻電流穿過(guò)磁芯中心而引起的高頻交變電磁場(chǎng)會(huì )在線(xiàn)圈上產(chǎn)生感應電壓。由于HFCT 傳感器的測量回路與被測電纜之間沒(méi)有直接的電氣連接，屬于非侵入式的檢測方法，被檢測設備不需要停運。3、變電站設備聲電聯(lián)合局放測試特點(diǎn)3.1 測試原理根據變電站現場(chǎng)運行的電力設備的結構特點(diǎn)，采用UHF 法、HFCT 法與超聲波法聯(lián)合測試法(聲電聯(lián)合法)對電力設備進(jìn)行局部放電在線(xiàn)監測。聲電聯(lián)合法同時(shí)提取局放信號的UHF信息、高頻電流信息和超聲信息，通過(guò)對三種信號的對比分析，能更加有效地排除現場(chǎng)干擾，提高局部放電定位精度和缺陷類(lèi)型識別的準確性，有利于發(fā)現并確定絕緣缺陷，實(shí)現變電站設備的安全運行。聲電聯(lián)合法局部放電檢測方法以GIS 設備為例，將外置式UHF 傳感器放置在絕緣子附近，超聲傳感器安置在GIS 筒體外殼上，HFCT 安裝在GIS 電纜終端的接地線(xiàn)上。各傳感器檢測的局部放電信號傳輸到局部放電檢測系統或高速示波器定位系統進(jìn)行處理，實(shí)現局部放電定位分析、模式識別與絕緣水平診斷。3.2 技術(shù)特點(diǎn)1.采取聲電聯(lián)合檢測技術(shù)，根據設備情況可采取一種或多種局放測試技術(shù)進(jìn)行設備帶電局放測試，同時(shí)通過(guò)對多種信號的對比分析，能更加有效地排除現場(chǎng)干擾，提高缺陷類(lèi)型識別的準確性，有利于發(fā)現并確定絕緣缺陷，保障變電站設備的安全運行。2.采取聲電聯(lián)合定位技術(shù)將UHF法快速定位法和超聲法精確定位的特點(diǎn)有效結合，提高局部放電定位的準確性，大大提高了變電站設備的檢修效率。3.局部放電檢測系統具有較強抗干擾技術(shù)，超高頻傳感器多頻段可選，傳感器還可指定為干擾參考傳感器，并提供多種分析處理手段和數字濾波抑制干擾技術(shù)。4.適用于變電站GIS、變壓器、電力電纜和開(kāi)關(guān)柜等設備的帶電局放測試和定位，并給出可信的維護建議。4、聲電聯(lián)合局放測試在GIS、變壓器、電纜和開(kāi)關(guān)柜中的應用4.1 GIS 中檢測應用在對上海電力公司某220kV電站GIS設備在線(xiàn)巡檢測試過(guò)程中，發(fā)現站內35kVGIS 存在多個(gè)幅值很大的UHF 信號，經(jīng)UHF初步定位分析，在可疑GIS部位范圍內布置多個(gè)超聲波傳感器，進(jìn)行聲電聯(lián)合監測，以進(jìn)一步確定局部放電類(lèi)型與位置。此時(shí)，超聲波傳感器與超高頻傳感器檢測信號及其特征圖譜如圖1所示，檢測系統判斷絕緣缺陷為浮電位放電，定位精度達厘米。
