狀態(tài)檢測
狀態(tài)檢測:整合局部放電在線檢測、X光探傷、紅外測溫、油液分析、三維場(電場、磁場、熱場)分析、電力系統(tǒng)分析等專業(yè)無損檢測技術(shù)手段，綜合評估并診斷電力設(shè)備的運行狀況、絕緣老化、工藝缺陷等潛伏性故障，對電力設(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
由于局部電場畸變、局部場強集中，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)g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，預(yù)防絕緣事故的發(fā)生，對維護(hù)設(shè)備安全和電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行有著十分重要的意義。
局部放電是一種脈沖放電，它會在電力設(shè)備內(nèi)部和周圍空間產(chǎn)生一系列的光、聲、電氣和機械的振動等物理現(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)測電力設(shè)備內(nèi)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(shè)備絕緣體中絕緣強度和擊穿場強都很高，當(dāng)局部放電在很小的范圍內(nèi)發(fā)生時，擊穿過程很快，將產(chǎn)生很陡的脈沖電流，其上升時間小于1ns，并激發(fā)頻率高達(dá)數(shù)GHz 的電磁波。局部放電檢測超高頻(UHF)法基本原理是通過UHF 傳感器對電力設(shè)備中局部放電時產(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，實現(xiàn)局部放電監(jiān)測。根據(jù)現(xiàn)場設(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)場的電暈等干擾，具有較高的靈敏度和抗干擾能力，可實現(xiàn)局部放電帶電檢測、定位以及缺陷類型識別等優(yōu)點。
2.2 AE 法原理
電力設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生局部放電信號的時候，會產(chǎn)生沖擊的振動及聲音。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量局部放電信號。該方法的特點是傳感器與電力設(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)場使用時易受周圍環(huán)境噪聲或設(shè)備機械振動的影響。由于超聲信號在電力設(shè)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(zhǔn)確度高的優(yōu)點。
2.3 HFCT 法原理
當(dāng)電力設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電時，高頻放電電流會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 檢測高頻電流信號實現(xiàn)局部放電檢測。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會在線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。由于HFCT 傳感器的測量回路與被測電纜之間沒有直接的電氣連接，屬于非侵入式的檢測方法，被檢測設(shè)備不需要停運。3、變電站設(shè)備聲電聯(lián)合局放測試特點3.1 測試原理根據(jù)變電站現(xiàn)場運行的電力設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點，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(shè)備進(jìn)行局部放電在線監(jiān)測。聲電聯(lián)合法同時提取局放信號的UHF信息、高頻電流信息和超聲信息，通過對三種信號的對比分析，能更加有效地排除現(xiàn)場干擾，提高局部放電定位精度和缺陷類型識別的準(zhǔn)確性，有利于發(fā)現(xiàn)并確定絕緣缺陷，實現(xiàn)變電站設(shè)備的安全運行。聲電聯(lián)合法局部放電檢測方法以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。各傳感器檢測的局部放電信號傳輸?shù)骄植糠烹姍z測系統(tǒng)或高速示波器定位系統(tǒng)進(jìn)行處理，實現(xiàn)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1.采取聲電聯(lián)合檢測技術(shù)，根據(jù)設(shè)備情況可采取一種或多種局放測試技術(shù)進(jìn)行設(shè)備帶電局放測試，同時通過對多種信號的對比分析，能更加有效地排除現(xiàn)場干擾，提高缺陷類型識別的準(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.局部放電檢測系統(tǒng)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(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)備的帶電局放測試和定位，并給出可信的維護(hù)建議。4、聲電聯(lián)合局放測試在GIS、變壓器、電纜和開關(guān)柜中的應(yīng)用4.1 GIS 中檢測應(yīng)用在對上海電力公司某220kV電站GIS設(shè)備在線巡檢測試過程中，發(fā)現(xiàn)站內(nèi)35kVGIS 存在多個幅值很大的UHF 信號，經(jīng)UHF初步定位分析，在可疑GIS部位范圍內(nèi)布置多個超聲波傳感器，進(jìn)行聲電聯(lián)合監(jiān)測，以進(jìn)一步確定局部放電類型與位置。此時，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(tǒng)判斷絕緣缺陷為浮電位放電，定位精度達(dá)厘米。
