高压/特高压电力电气设备带电检测的方法

随着我国高压/特高压电缆、变压器等电力/电网的快速发展,电力电气系统对设备的可靠性要求越来越高。因高压/特高压输电线路导地线及接续金具在应力的长期作用下会引发的材质脆变、雷击闪络、外力破坏、污秽附着、绝缘老化等都可能导致高压/特高压设备的绝缘性下降,影响设备的运行,甚至重大的财产损失。因此,对电力电气设备故障的早期诊断需求日益突出。目前,高压/特高带电检测的技术主要有紫外成像检测法、超声波探测法和红外热成像法。

 

 

1.超声波探测法

 

(图片来源http://www.conditionmonitoringservice.com/index.php?page=cms_page&content_id=19&title=Ultrasound)

 

由于零值绝缘子、劣化绝缘子或者污秽等原因,绝缘子局部放电从微弱的辉光放电发展到强烈的电弧放电,伴随有声波能量的释放。其中,声波信号的幅值正比于放电能量的平方根。通过检测声波信号的幅值可以判断绝缘子运行状况,并且根据声波可以方便确定劣化绝缘子的位置。但是超声检测的灵敏度低,要等到放电比较严重的阶段才能检测,而且在远距离检测设备放电情况下, 存在不易发现放电点定位差等缺点, 且无法适用多点放电的缺陷定位。

 

2.红外热成像法

 

(图片来源https://www.highlinedivision.com/hld/php/services/servicesCorona.php)

 

劣化绝缘子由于表面局部放电会发光发热,利用红外成像仪可以观察到绝缘子表面温度的分布。根据特高压线路通电时,有缺陷处和无缺陷处发热的红外辐射场不同的原理对电力设备的缺陷进行检测。但高压电力设备一般的电晕放电不会引起明显的温度升高,并且该方法受外部环境影响较大, 检测结果的准确性有待商榷(须在被测线路带电且电流较大的情况下才能进行;对检测环境的要求苛刻。例如使用红外成像方法进行室外检测,适合在日出之前、日落之后或阴天进行)。

 

3.紫外成像检测

 

图片来源(https://ofilsystems.com/pro/luminar/)

 

在高压/特高压线路中,微小而稳定的表面局部放电会导致复合绝缘子伞裙和护套形成碳化通道或电蚀损 。当绝缘子表面形成碳化通道时,其使用寿命会大大降低,甚至在短期内被击穿。局部放电过程中带电粒子会放出紫外线, 紫外成像检测技术通过接收紫外线判断绝缘子是否存在局部放电,可实现设备故障的早期诊断,通过与可见图像融合可实现放电位置的准确定位。利用日盲紫外型像增强相机,可实现24h监测,结合辐射紫外光子计数可实现电晕放电等级的判定。

 
2021-01-15