狀態(tài)檢測(cè)

狀態(tài)檢測(cè):整合局部放電在線檢測(cè)、X光探傷、紅外測(cè)溫、油液分析、三維場(chǎng)(電場(chǎng)、磁場(chǎng)、熱場(chǎng))分析、電力系統(tǒng)分析等專業(yè)無損檢測(cè)技術(shù)手段，綜合評(píng)估并診斷電力設(shè)備的運(yùn)行狀況、絕緣老化、工藝缺陷等潛伏性故障，對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行故障診斷的一門綜合學(xué)科。

技術(shù)介紹

1、局部放電的基本概念

電力設(shè)備的絕緣系統(tǒng)中，只有部分區(qū)域發(fā)生放電，而沒有貫穿施加電壓的導(dǎo)體之間，即尚未擊穿，這種現(xiàn)象稱之為局部放電。它是

由于局部電場(chǎng)畸變、局部場(chǎng)強(qiáng)集中，從而導(dǎo)致絕緣介質(zhì)局部范圍內(nèi)的氣體放電或擊穿所造成的。它可能發(fā)生在導(dǎo)體邊上，也可能發(fā)生在絕緣體的表面或內(nèi)部。在絕緣體中的局部放電甚至?xí)�腐蝕絕緣材料，并最后導(dǎo)致絕緣擊穿。因此，進(jìn)行局部放電檢測(cè)，預(yù)防絕緣事故的發(fā)生，對(duì)維護(hù)設(shè)備安全和電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行有著十分重要的意義。

局部放電是一種脈沖放電，它會(huì)在電力設(shè)備內(nèi)部和周圍空間產(chǎn)生一系列的光、聲、電氣和機(jī)械的振動(dòng)等物理現(xiàn)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(jiān)測(cè)電力設(shè)備內(nèi)部絕緣狀態(tài)提供檢測(cè)信號(hào)。

2、UHF、AE、HFCT 法原理

2.1 UHF法原理

電力設(shè)備絕緣體中絕緣強(qiáng)度和擊穿場(chǎng)強(qiáng)都很高，當(dāng)局部放電在很小的范圍內(nèi)發(fā)生時(shí)，擊穿過程很快，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(dá)數(shù)GHz 的電磁波。局部放電檢測(cè)超高頻(UHF)法基本原理是通過UHF 傳感器對(duì)電力設(shè)備中局部放電時(shí)產(chǎn)生的超高頻電磁波(300MHz ≤ f ≤ 3GHz )信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，從而獲得局部放電的相關(guān)信息，實(shí)現(xiàn)局部放電監(jiān)測(cè)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況的不同，可以采用內(nèi)置式超高頻傳感器和外置式超高頻傳感器。由于現(xiàn)場(chǎng)的暈干擾主要集中300MHz 頻段以下，因此UHF 法能有效地避開現(xiàn)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(xiàn)局部放電帶電檢測(cè)、定位以及缺陷類型識(shí)別等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 AE 法原理

電力設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生局部放電信號(hào)的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生沖擊的振動(dòng)及聲音。超聲波法

(AE，又稱聲發(fā)射法)通過在設(shè)備腔體外壁上安裝超聲波傳感器來測(cè)量局部放電信號(hào)。該方法的特點(diǎn)是傳感器與電力設(shè)備的電氣回路無任何聯(lián)系，不受電氣方面的干擾，但在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)易受周圍環(huán)境噪聲或設(shè)備機(jī)械振動(dòng)的影響。由于超聲信號(hào)在電力設(shè)備常用絕緣材料中的衰減較大，超聲波檢測(cè)法的檢測(cè)范圍有限，但具有定位準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。

2.3 HFCT 法原理

當(dāng)電力設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，高頻放電電流會(huì)沿著接地線向大地傳播。高頻電流傳感器(HFCT)法通過在接地線上安裝 HFCT 檢測(cè)高頻電流信號(hào)實(shí)現(xiàn)局部放電檢測(cè)。HFCT 一般使用Rogowski 線圈方式，在環(huán)狀磁芯材料上圍繞多圈的導(dǎo)電線圈，高頻電流穿過磁芯中心而引起的高頻交變電磁場(chǎng)會(huì)在線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。由于HFCT 傳感器的測(cè)量回路與被測(cè)電纜之間沒有直接的電氣連接，屬于非侵入式的檢測(cè)方法，被檢測(cè)設(shè)備不需要停運(yùn)。3、變電站設(shè)備聲電聯(lián)合局放測(cè)試特點(diǎn)3.1 測(cè)試原理根據(jù)變電站現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的電力設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用UHF 法、HFCT 法與超聲波法聯(lián)合測(cè)試法(聲電聯(lián)合法)對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行局部放電在線監(jiān)測(cè)。聲電聯(lián)合法同時(shí)提取局放信號(hào)的UHF信息、高頻電流信息和超聲信息，通過對(duì)三種信號(hào)的對(duì)比分析，能更加有效地排除現(xiàn)場(chǎng)干擾，提高局部放電定位精度和缺陷類型識(shí)別的準(zhǔn)確性，有利于發(fā)現(xiàn)并確定絕緣缺陷，實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備的安全運(yùn)行。聲電聯(lián)合法局部放電檢測(cè)方法以GIS 設(shè)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 電纜終端的接地線上。各傳感器檢測(cè)的局部放電信號(hào)傳輸?shù)骄植糠烹姍z測(cè)系統(tǒng)或高速示波器定位系統(tǒng)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)局部放電定位分析、模式識(shí)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(cè)技術(shù)，根據(jù)設(shè)備情況可采取一種或多種局放測(cè)試技術(shù)進(jìn)行設(shè)備帶電局放測(cè)試，同時(shí)通過對(duì)多種信號(hào)的對(duì)比分析，能更加有效地排除現(xiàn)場(chǎng)干擾，提高缺陷類型識(shí)別的準(zhǔn)確性，有利于發(fā)現(xiàn)并確定絕緣缺陷，保障變電站設(shè)備的安全運(yùn)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(jié)合，提高局部放電定位的準(zhǔn)確性，大大提高了變電站設(shè)備的檢修效率。3.局部放電檢測(cè)系統(tǒng)具有較強(qiáng)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(shù)字濾波抑制干擾技術(shù)。4.適用于變電站GIS、變壓器、電力電纜和開關(guān)柜等設(shè)備的帶電局放測(cè)試和定位，并給出可信的維護(hù)建議。4、聲電聯(lián)合局放測(cè)試在GIS、變壓器、電纜和開關(guān)柜中的應(yīng)用4.1 GIS 中檢測(cè)應(yīng)用在對(duì)上海電力公司某220kV電站GIS設(shè)備在線巡檢測(cè)試過程中，發(fā)現(xiàn)站內(nèi)35kVGIS 存在多個(gè)幅值很大的UHF 信號(hào)，經(jīng)UHF初步定位分析，在可疑GIS部位范圍內(nèi)布置多個(gè)超聲波傳感器，進(jìn)行聲電聯(lián)合監(jiān)測(cè)，以進(jìn)一步確定局部放電類型與位置。此時(shí)，超聲波傳感器與超高頻傳感器檢測(cè)信號(hào)及其特征圖譜如圖1所示，檢測(cè)系統(tǒng)判斷絕緣缺陷為浮電位放電，定位精度達(dá)厘米。