變電設備狀態(tài)維護

1、變電設備狀態(tài)維護局部放電紫外檢測技術（以色列OFIL 公司、歐美大地科技有限公司）由于電力需求日益增加，使得電力設備所使用的絕緣材料所承受的電氣壓力與日俱增，設備使用的壽命往往取決于絕緣材料的絕緣強度。電力設備由于運轉(zhuǎn) 操作、使用年數(shù)、使用頻度及使用環(huán)境等影響，會逐年發(fā)生裂化，進而發(fā)生故障或事故，世界各國都投入大量的人力從事設備維護及研究故障預測的診斷技術。早期變電所設備維護采用事后維護，即發(fā)生故障后才進行修理。后來發(fā)展為預防維護，即事先安排一定時間進行大修或更換零件，以防止突發(fā)事故。近而采用預知維護，從設備外部發(fā)覺異常征兆，事先預知其嚴重性，在未發(fā)生故障前予以處理。一、變電設備維護檢測方式：

2、變電設備是由機械、電氣、化學等系統(tǒng)組合而成，因此用多項試驗來分析設備的異常情況。一般變電設備預知診斷維護技術都先利用不停電方式檢測設備有無異常，如發(fā)現(xiàn)異常狀況再進一步作停電檢測。電力公司現(xiàn)行不停電檢測方式（Non-outage Tests）包括：1, 紅外線測溫（Infra-red Emissions）；2，部分放電檢測（Partial Discharge）；3, 油中氣體分析（Dissolved Gas Oil Analysis）；4, 震動分析（Vibration Analysis）；5, 有載分接頭切換器檢測（Tap Changer/ Selector Condition）；6, 箱體狀

3、態(tài)（Tank Condition）；7, 油中含水量分析（Water Content Analysis）；8, 紫外線電暈檢測（Ultraviolet Emissions）?？傮w而言，變電設備不停電預知診斷監(jiān)測系統(tǒng)的技術障礙在過去幾年來已經(jīng)逐漸克服，而且價格也逐漸降低，然而準確性與成本效益仍然是各電力公司考慮的主要因素。變電設備維護方式也可分為兩種，一種為定期維護（Time Based Maintenance, TBM）,也是傳統(tǒng)維護作業(yè)方式，依據(jù)設備制造商或電力公司規(guī)定的維護周期，定期實施維護作業(yè)，人力花費較多且要安排停電作業(yè)；另一種方式為狀態(tài)維護（Condition Based Maint

4、enance, CBM）,可在不停電情況監(jiān)測設備運轉(zhuǎn)狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)異常，及時實施維護工作，可減少工作停電及維護人力，有效防范事故發(fā)生。二、不停電預知維護目的：1，評估設備使用狀況2，減少維護費用3，預估設備使用壽命4，提升工作人員安全5，收集第一手資料，積累數(shù)據(jù)三、不停電預知維護技術：1，應用多重技術（Multi-Technology ）2，資訊整合技術（Information Integration）3，決策與行動（Decision Making & Action）四、部分放電檢測變電設備的絕緣體存在微小洞隙、劣痕或其它弱點時，受電場的影響就會加速游離而產(chǎn)生部分放電現(xiàn)象。由于在兩電極

5、間并未構(gòu)成橋式完整連續(xù)性放電，而僅在電極間的一部分形成微小放電，故稱為部分放電。由于部分放電現(xiàn)象在微小的空間內(nèi)會產(chǎn)生能量損失及熱量，導致絕緣材料的裂化，長時間后導致絕緣破壞，造成設備故障而影響供電品質(zhì)。部分放電的定量性測試有兩大主流，歐洲與日本多采用國際電工委員會（International Electrotechnical Commission, IEC）IEC 60270標準所推薦，測量部分放電脈波的放電電荷量而以PC （pico coulomb）值表示。美國與加拿大則多用美國國家電機制造協(xié)會（National Electrical Manufactures Association, NE

6、MA）的標準，測試無線電干擾電壓（radio influence voltage, RIV）,而以V表示，部分放電經(jīng)常會伴隨聲音、光、熱、化學反應，可通過儀器測量等現(xiàn)象來判斷部分放電。五、紫外線電暈檢測電暈放電（corona）是一種局部化的放電現(xiàn)象（localized discharge）,是由于絕緣系統(tǒng)的局部電壓應力超過臨界值所產(chǎn)生的氣體電離化（gaseous ionization）現(xiàn)象。因此，電暈放電一般是指存在導體表面的氣體放電現(xiàn)象，當帶電體表面電位梯度超過空氣的絕緣強度（約30 kV/cm）時，會使空氣游離而產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象，特別是高壓電力設備，其常因設計、制造、安裝及維護工作不良而形

7、成電暈放電問題。目前商業(yè)化的紫外線電暈影響儀器是針對紫外光譜進行偵測，通常用來檢測被測物電暈或表面放電所產(chǎn)生的紫外線以發(fā)現(xiàn)電暈放電問題。一般在室內(nèi)晚間沒有太陽光的干擾下，效果顯著。在白天有太陽光干擾的環(huán)境下，必須采用含特殊濾波技術的檢測儀器，針對太陽盲光（Solar-Blind）波段240280nm進行感測，使電暈放電檢測工作避免受到太陽輻射的干擾。另外，雙頻譜影象機器使用陽光盲帶UV 濾波器技術，同時偵測電暈影象及周圍環(huán)境視覺影象，可應用于偵測及定位高壓電力設備的電暈。其中視覺通道用于定位電暈，紫外線（Ultraviolet, UV）通道用于偵測電暈。紫外線電暈成像檢測電暈放電的實際案例如下

8、圖片： 由于電氣的電暈放電是在UV 頻譜范圍內(nèi)，且電暈放電的溫度梯度很小，無法用紅外線成像作測量，因此，使用UV 原理測量有其優(yōu)勢。紫外成像儀器具有下列優(yōu)點：1，用偵測陽光盲帶的電暈法，因此不受環(huán)境的陽光輻射影響。2，UV偵測器有較高的靈敏度，即使微弱的UV 信號也可偵測出，可在白天顯示影象。3，受環(huán)境干擾小，可在白天、下雨天、濃霧下作測量。4，可應用于影象及紫外線雙頻譜攝影機。未來紫外技術檢測缺陷，很有應用前景與潛力。六、紫外檢測技術具體應用隨著電力系統(tǒng)的電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大、電力負荷要求的不斷提高，電力系統(tǒng)中使用的各種類型的高壓設備的損壞、故障也不斷增加，相應對預防性維護的要求也不斷提高。輸

9、供電線路和變電站配電等設備在大氣環(huán)境下工作，在某些情況下隨著絕緣性能的降低、出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷，或表面局部放電現(xiàn)象，電暈和表面局部放電過程中，電暈和放電部位將大量輻射紫外線，這樣便可以利用電暈和表面局部放電的產(chǎn)生和增強間接評估運行設備的絕緣狀況和及時發(fā)現(xiàn)絕緣設備的缺陷。目前，可用于診斷目的的放電過程的各種方法中，光學方法的靈敏度、分辨率和抗干擾能力最好。即采用高靈敏度的紫外線輻射接受器，記錄電暈和表面放電過程中輻射的紫外線，再加以處理、分析達到評價設備狀況的目的。預防，減少設備發(fā)生故障造成的重大損失，具有很大的經(jīng)濟效益。1、檢查發(fā)現(xiàn)劣化絕緣子（陶瓷、復合、玻璃絕緣子）的缺陷、表面放電和污染；2、導線

10、架線時拖傷、運行過程中外部損傷（人為砸傷）、斷股、散股檢測。導線表面或內(nèi)部變形都可產(chǎn)生電暈；3、電力工程質(zhì)量檢測（安裝不當、接地不良等）；4、檢查高壓設備的污染程度。污染物通常表面粗糙，在一定電壓條件下會產(chǎn)生放電，如絕緣子表面因污染會產(chǎn)生電暈。導線的污染程度、絕緣子上污染物的分布情況等，都可以利用該技術有效的進行分析；5、運行中絕緣子的劣化以及復合絕緣子及其護套電蝕檢測。絕緣子的裂紋可能會構(gòu)成氣隙，絕緣子的劣化導致表面變形，在一定的條件下都會產(chǎn)生放電。當絕緣子表面形成導電的碳化通道或者侵蝕裂紋時，合成材料支柱式絕緣子的使用壽命大大降低。形成碳化通道或者裂紋以后，絕緣子的故障是不可避免的，而且可

11、能會在短期內(nèi)發(fā)展成絕緣子擊穿事故。利用紫外成像技術在某些情況下還可以發(fā)現(xiàn)支撐絕緣子的內(nèi)部缺陷，可在一定靈敏度、一定距離內(nèi)對劣化的絕緣子、復合絕緣子和護套電蝕檢測進行定位、定量的測量，并評估其危害性；6、高壓產(chǎn)品的絕緣缺陷檢測。紫外成像的檢測結(jié)果還可為電力產(chǎn)品的絕緣診斷與壽命預測提供大量信息，可以建立綜合檔案資料，以便更好的診斷分析；7、高壓變電站及線路的整體維護。傳統(tǒng)的放電異常判別方法有聽聲音（包括超聲波故障檢測）和夜間觀察放電等。由于很多設備的放電并不影響其正常運行，所以聽聲音的方法無法排除干擾因素和主觀因素，且受檢測距離的限制。如果絕緣設備在夜間發(fā)出可見光，放電已經(jīng)十分嚴重了。很多事故正是

12、在絕緣設備未見可見光放電的情況下突然閃絡擊穿引起的。8、大型發(fā)電機定子線棒端部和槽壁電暈放電檢測；9、尋找無線電干擾源。高壓設備的放電會產(chǎn)生強大的無線電干擾，影響到附近的通訊、電視信號的接收等，使用紫外成像技術可迅速找到無線電干擾源； 10在高壓電器設備局部放電試驗中，利用紫外成像技術尋找或定位設備外部的放電部位，以及設備內(nèi)部和外部放電，或消除外部干擾放電源，提高局部放電試驗的有效性。七、以色列OFIL 公司­全球頂尖的紫外檢測儀器SuperB 紫外電暈成像儀是由以色列Ofil 和美國電力科學研究院（EPRI）共同研發(fā)的最新系列，用于檢測和定位高壓設備電暈、電弧和局部放電。它作為預維

13、護和診斷工具可以使用于輸供電線路和變電站配電設備上。它獨特的技術使得可以在明亮的日光下觀測到電暈現(xiàn)象。它多種靈活的特性可以在不同形式下使用航空器、車載式和手持式。它的高靈敏度和可靠性使得該設備已經(jīng)在全球上百家高壓實驗室、研究院和服務機構(gòu)使用。EPRI對SuperB 進行了大量的應用研究和現(xiàn)場測試，使得SuperB 成為了電力設施預維護必不可少的工具。現(xiàn)在EPRI 推出了由Andrew Phillops博士編撰的“架空輸電線路電暈和電弧檢測指南”。以色列OFIL 公司紫外成像技術無論在基礎理論研究和應用中都處于世界領先地位。0fil 公司2006年推出最新系列產(chǎn)品：SuperB 型，適用于常規(guī)巡

14、檢；Rom 型，機載系統(tǒng)，適用于直升飛機檢測；Ranger 型，車載系統(tǒng)，適用于汽車巡檢；Rail 型，適用于鐵路電氣檢測；Classic 型，適用于電機定子的檢測。變電設備狀態(tài)維護局部放電紫外檢測技術 SuperB 紫外成像儀有兩個通道：紫外線（UV）和可見光。UV 通道用于電暈成 像，可見光用于拍攝環(huán)境（絕緣體、電流器、導線等）圖片。兩中圖片可以重疊 生成一幅圖片用于同時觀察電暈和周圍環(huán)境情況。因此，它可以檢測電暈并清楚 地顯示電暈源的精確位置。 UV 通道工作波段采用太陽盲區(qū) UV-c 中的 240-280nm 波段，該波段不受太陽 輻射的干擾。在太陽盲區(qū)波段臭氧吸收太陽光輻射，阻止其進入地球，因此電暈 信號可以在白天獲取并成像。UV 通道的特殊紫外濾鏡由 Ofil 發(fā)明，具有較大的 光收集區(qū)域，F(xiàn)OV 為 50 x 3.750。 八、OFIL 公司紫外成像儀獨一無二的技術性能： 變電設備狀態(tài)維護局部放電紫外檢測技術 九、紫外成像檢測技術前景展望 紫外成像檢測技術因其直觀高效的檢測方式，越來越受到廣大電力用戶的重 視。國內(nèi)現(xiàn)有階段處于常規(guī)檢測、做試驗，積累數(shù)據(jù)的摸索階段；基本所有實力 較大的電力科學研究院都已經(jīng)購置了紫外成像儀器設備， 作為領域內(nèi)的一項專