带电检测技术在配电线路设备运检中的应用

带电检测技术在配电线路设备运检中的应用

李敏

内蒙古电力（集团）有限责任公司乌兰察布电业局 内蒙古乌兰察布市 012000

摘要：分析带电检测技术，包括状态检测、红外测温、暂态地电压检测、超声波检测、高频检测技术，从而按不同的技术适用范围，发挥带电检测技术的优势，提高检测的质量和效率。

关键词：带电检测技术、配电设备、状态检修

配网作为电网系统中直接与用户相关的环节，其运行情况直接影响着电网供电可靠性和用户体验。随着配网的快速发展，供电网络日益复杂，传统的单纯依靠运检人员周期性巡视及计划停电检修的方法已远远不能满足当今配网运行的要求。当架空线路设备存在虚接、锈蚀、绝缘性能下降等缺陷时，都会表现出“热、声、光、电、磁”等异常现象。带电检测技术在线路带电运行的情况下，采集线路设备的异常状态信息加以分析，从而可准确、及时地发现线路设备的隐性缺陷。

1. 配电线路运检中的缺陷类型

通过大量的事例分析发现，配网架空线路设备隐性缺陷大多可归类为两种缺陷类型，即高温型缺陷和放电型缺陷。高温型缺陷（如设备锈蚀、端子虚接等）主要表现为设备温度过高，可通过红外热成像测温技术及时发现；放电型缺陷（如绝缘子污闪、线老化等）主要表现为设备对外产生局部放电，可通过超声波局放检测技术进行定性分析。研究发现，这两种技术在状态检测中的应用存在互补关系，因此是配网架空线路设备带电状态检测最常用的两种方法.

2 对配电设备进行检测的方法

安装在配电线路内的设备，出现的故障一般以局部放电为主。在放电的同时，还会产生电磁波和气体，在电磁波和气体的共同作用下，会进一步加剧故障造成的破坏。

3 带电检测技术的应用

3.1 状态检测技术

对配电线路和设备的状态进行检测时，为获取配电线路和设备的相关信息，通常会采用两种检测方法，分别为在线检测法和带电检测法。采用在线检测法，需要将检测设备安装在被检测设备上，并长期监测设备的运行情况。采用带电检测法，使用试验设备、仪表设备等，检测带电运行状态下的设备，可以及时掌握设备的运行情况以及潜在的安全隐患。配电线路设备在运行过程中，采用带电检测方法，使配电线路设备处于正常的运行状态，掌握被检测设备的实际情况的同时，还避免影响到用户的正常用电。

（1）局部放电。测试配电线路设备的绝缘性能，需要采用局部放电检测技术，一方面可以掌握配电线路设备的绝缘性能和寿命等实际情况，另一方面可以准确查找出引发设备局部放电的原因，如绝缘强度不足、温度高或者潮湿的环境等，一旦配电线路设备发生局部放电情况，会影响到配电线路设备正常的使用。

（2）检测方法。在检测配电线路设备局部放电情况时，还应考虑到其他问题，包括不同类型的电磁波、声音信号等。针对检测过程中可能出现的问题，采用不同的检测方法，并且选用的方法，还应考虑配电线路设备的容量、结构以及造价等，以便获得精准的检测结果。现阶段检测配电线路设备的局部放电现象，采用的方法包括声音、光声光谱、局部测量以及高频等方法。对配电线路和设备进行检测时，应根据IEC62478标准，可以使配电线路设备处于正常运行状态下进行测试，按照该标准，可以采用声音方法检测局部放电情况。

3.2 红外测温技术

红外测温技术，通过红外线测量被测物体的温度等物理性质，在测量中掌握物体能量密度分布状态，进而判断出被测物体存在的问题。红外线是由波长在0.75～1 000μm的电磁波组成，在检测物体时，可以不需要接触物体，并且具有灵敏度高、响应速度快等特点，通过检测可以及时发现物体存在的问题，如配电线路设备的绝缘材料出现老化情况等，根据检测结果实施相应的解决措施。

红外测温技术适用范围较为广泛，可以对配电线路设备进行大面积检测，主要检测配线线路设备由于发热，或者电压致热导致设备内部出现缺陷等情况。但是为获得准确的检测数据，需要使用精度较高、性能良好的检测仪器，并在不受外界因素干扰的环境中进行。使用红外检测技术，通过检测表面的温度变化情况掌握设备的实际情况，但是无法掌握内部情况，如电缆接头是否存在接触过热的情况。由于只能用于检测设备的外部温度情况，无法控制检测产生的误差，从而影响到检测精度。

3.3 暂态地电压检测技术

配电线路设备出现局部放电情况时，会使设备与接地系统之间产生暂态电压脉冲。采用暂态地电压检测技术，通过检测配电线路设备的局部放电情况，可以收集到放电点发出的辐射电磁波信号，根据信号的变化，判断设备金属外壳带有的暂态地电压持续状态。暂态地电压检测过程，将检测装置安装在设备上，由于设备出现局部放电的情况，产生的电磁波信号向相反的方向传播，在传播过程中接触到金属外壳，外壳产生的电压，经由检测装置的检测，可以发现设备存在的问题。

采用暂态地电压检测技术，可以检测多种配电线路设备，包括TEV传感器、开关柜以及配电柜等设备的局部放电情况。以检测TEV传感器为例，将检测装置放置在传感器的两端，通过两端的接收装置，可以确定局部放电的位置，掌握局部放电的强度和频度。暂态地电压技术在检测过程中，获得的电压幅值，与局部放电的放电量和传播途径有关，获得的衰减量，与放电点的位置、设备内部结构有关。

3.4 超声波检测技术

采用超声波检测技术检测配电线路设备局部放电情况，该技术会在配电线路设备放电前，检测出放电点周围的情况，包括电场应力、介质应力以及粒子应力等。配电线路设备在出现局部放电情况时，放电点会快速释放出电荷，电荷聚积的过程，会形成电流陡脉冲，一旦脉冲增长至一定程度，会增强局部放电能量释放的能力，导致放电点的空间由快速膨胀状态转为快速冷缩状态，在变化过程中会使放电点周围的应力产生振荡，受到振荡作用，配电线路设备正常运行受到影响。该技术的适用范围包括设备表面放电、金属外壳传感器局部放电等，局部放电的强度，与振动幅度和声波相度有关。在相同放电状态下，介质的弹性系数会影响到振动幅度，如配电线路设备在气体中，会产生较大的振动幅度。

采用超声波检测技术时，还可以将该技术用于检测如下的装置，包括配电变压器、开关柜、配电柜以及断路器等，并且该技术可以检测出微量的放电过程中产生的声波。但是该技术无法应用在电缆终端、接头等设备中，主要是上述设备中发生局部放电，未能产生较大的振动幅度，无法检测出发生的局部放电情况。

3.5 高频检测技术

高频检测技术一般检测频率在3～30MHz范围内的配电线路设备，通过采集、分析和判断设备局部放电脉冲信号，使配电线路设备处于正常运行状态下，即可完成局部放电检测工作。配电线路设备出现局部放电情况时，会在电流经过的区域产生磁场，通过测量磁场中的脉冲电流形成的磁力线，可以绘制出放电时脉冲波形，以便确定波形的时域和频域特点，根据特点运用聚类分析法，有效分离放电过程产生的信号，通过分析信号，掌握配电线路设备引发局部放电的原因。高频检测技术主要应用在高频穿心式互感器接地设备，通过检测可以检测出配电设备存在的缺陷，其中以绝缘缺陷为主。

4 结语

在检测配电线路设备时，使配电线路设备处于带电状态检测，需要使用到不同的带电检测技术，采用不同的技术，既能准确掌握局部放电的原因和位置，还能获得良好的检测效果，并保证电网可以正常的供电，避免影响到用户正常的生活和工作。

参考文献

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