很多電力運維企業(yè)、工業(yè)用戶等B端群體,以及電力監(jiān)管部門、公共園區(qū)管理機構(gòu)等G端群體,近期咨詢*多的兩個問題是:日常開展開關(guān)柜巡檢、GIS設(shè)備局部放電檢測,應(yīng)該優(yōu)先配置手持式局放測試儀還是部署在線監(jiān)測系統(tǒng)?兩類工具搭配使用時,如何同時滿足成本控制與監(jiān)管合規(guī)要求?
局部放電是電力設(shè)備絕緣劣化的早期表征信號,超過60%的高壓設(shè)備絕緣故障都與長期局部放電侵蝕直接相關(guān)【1】,因此無論是日常開關(guān)柜巡檢還是GIS設(shè)備運維,局部放電檢測都是核心的必做項。目前主流的局部放電檢測工具主要分為手持式局放測試儀與在線監(jiān)測系統(tǒng)兩類,二者的定位、適用場景、成本結(jié)構(gòu)存在明顯差異,適配不同的運維需求。局部放電的信號強度與絕緣缺陷的嚴(yán)重程度直接相關(guān),檢測的準(zhǔn)確率直接影響運維決策的準(zhǔn)確性,選擇適配的檢測工具是保障電力設(shè)備可靠運行的基礎(chǔ)。
在線監(jiān)測系統(tǒng)屬于固定部署的常態(tài)化監(jiān)測工具,通常需要在GIS設(shè)備的氣室間隔、開關(guān)柜的母線室/斷路器室等關(guān)鍵點位安裝傳感器,通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)將實時采集的局部放電數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭\維后臺,實現(xiàn)24小時不間斷的絕緣狀態(tài)監(jiān)控。這類工具的核心價值是無需人工到場即可掌握核心設(shè)備的運行狀態(tài),適合故障影響范圍大、運維優(yōu)先級高的核心資產(chǎn)。在線監(jiān)測系統(tǒng)的預(yù)警閾值可以根據(jù)不同設(shè)備的運行工況靈活調(diào)整,其歷史數(shù)據(jù)可以為設(shè)備的全生命周期管理提供數(shù)據(jù)支撐。
手持式局放測試儀屬于機動化的檢測工具,由運維人員攜帶到現(xiàn)場,對GIS設(shè)備、開關(guān)柜進(jìn)行逐臺的局部放電信號采集,無需提前安裝設(shè)備,部署靈活度高,單次檢測的邊際成本極低,適合非核心資產(chǎn)的定期巡檢、臨時故障排查,以及在線監(jiān)測系統(tǒng)異常信號的現(xiàn)場復(fù)核。對于日常需要頻繁開展開關(guān)柜巡檢的用戶,手持式局放測試儀的使用成本遠(yuǎn)低于委托第三方檢測的成本,在GIS設(shè)備的現(xiàn)場檢測中,手持式局放測試儀可以靈活調(diào)整檢測位置,快速定位局部放電的具體氣室。
不同的運維場景對檢測工具的需求存在明顯差異,用戶可以根據(jù)自身的資產(chǎn)屬性、巡檢頻次要求選擇適配的工具。開關(guān)柜巡檢的核心內(nèi)容*是局部放電檢測和溫度檢測,開關(guān)柜巡檢的頻次要求與設(shè)備的運行負(fù)載直接相關(guān),多數(shù)非核心站點的巡檢頻次為每季度1次,這類場景如果全站點部署在線監(jiān)測系統(tǒng),投入性價比明顯不足。GIS設(shè)備的密封結(jié)構(gòu)決定了一旦出現(xiàn)絕緣缺陷,檢修成本極高,定期的局部放電檢測可以有效降低故障發(fā)生率,GIS設(shè)備的局部放電信號通常通過特高頻傳感器采集,適配手持式和固定式兩類檢測設(shè)備。
對于中小工業(yè)企業(yè)配電站、社區(qū)商業(yè)配電站、縣級供電所下轄的小型變電站等場景,這類站點的資產(chǎn)量級較小,故障影響范圍有限,通常要求每季度開展1次開關(guān)柜巡檢,每半年開展1次GIS設(shè)備局部放電檢測【2】,如果全站點部署在線監(jiān)測系統(tǒng),單間隔的部署成本通常在數(shù)萬元,整體投入較高,性價比不足。這類場景優(yōu)先選擇手持式局放測試儀即可滿足運維需求,目前市面上的多款成熟產(chǎn)品可以覆蓋不同的檢測需求:康高特代理的BAUR PD-SGS手持式局放檢測儀輕便易攜,重量僅1.2kg,單手持握即可完成操作,適合開關(guān)柜臨時檢測和GIS設(shè)備巡檢,單站15臺開關(guān)柜的巡檢時長不超過30分鐘,無需停電即可完成檢測;Megger PD SCAN、ASM-P適用于變電站便攜式局放巡檢,內(nèi)置的特高頻、超聲波雙頻段檢測模塊,對戶外GIS設(shè)備的局部放電信號識別準(zhǔn)確率較高,可適應(yīng)戶外復(fù)雜電磁環(huán)境的檢測需求;EA UltraTEV Plus、SONEL Test PD則適用于配電柜帶電局放測試,對低壓配電柜的暫態(tài)地電壓信號檢測靈敏度較高,可精準(zhǔn)識別低壓柜的早期絕緣缺陷。我們服務(wù)過的某汽車零部件制造企業(yè),之前每季度委托第三方機構(gòu)開展開關(guān)柜巡檢,單次服務(wù)費用約6000元,后來采購了一臺BAUR PD-SGS手持式局放檢測儀,由自有運維人員完成檢測,僅7個月*收回了采購成本,檢測的靈活性也明顯提升。
對于市域主干電網(wǎng)的核心GIS設(shè)備、省級樞紐變電站、核心商圈的110kV及以上配電站等場景,這類站點的故障影響范圍極大,一旦發(fā)生GIS設(shè)備絕緣擊穿故障,可能導(dǎo)致數(shù)十萬用戶停電,造成的經(jīng)濟損失可達(dá)數(shù)千萬元,這類場景*適合部署在線監(jiān)測系統(tǒng)。在線監(jiān)測系統(tǒng)可對GIS設(shè)備的局部放電信號進(jìn)行實時采集,當(dāng)信號超過預(yù)設(shè)閾值時自動向運維人員發(fā)送預(yù)警信息,便于運維團隊提前處置缺陷,避免故障發(fā)生。同時這類核心站點也需要配置手持式局放測試儀,當(dāng)在線監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警信號后,運維人員第一時間攜帶設(shè)備到現(xiàn)場復(fù)核,精準(zhǔn)定位缺陷位置,制定處置方案。某地市供電公司在轄區(qū)內(nèi)3座220kV變電站的GIS設(shè)備上部署了在線監(jiān)測系統(tǒng),同時配置了3臺Megger PD SCAN作為現(xiàn)場復(fù)核工具,上線18個月以來,累計預(yù)警局部放電異常信號7次,經(jīng)手持式局放測試儀現(xiàn)場復(fù)核確認(rèn)缺陷2起,及時處置后避免了2次大面積停電事故。
針對G端用戶關(guān)心的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、檢測資質(zhì)、運維管理要求,目前電力行業(yè)已經(jīng)出臺了明確的局部放電檢測相關(guān)規(guī)范,要求110kV及以上GIS設(shè)備每年至少開展1次帶電局部放電檢測,35kV及以下開關(guān)柜每季度至少開展1次開關(guān)柜巡檢【3】,檢測記錄需要留存至少3年備查。
從合規(guī)角度來看,手持式局放測試儀與在線監(jiān)測系統(tǒng)的檢測數(shù)據(jù)均可作為合規(guī)記錄的組成部分,只要設(shè)備具備相應(yīng)的行業(yè)檢測認(rèn)證,檢測流程符合規(guī)范要求,出具的檢測報告*可作為運維合規(guī)的有效憑證。目前前文提到的BAUR PD-SGS、Megger PD SCAN、EA UltraTEV Plus等產(chǎn)品,均通過了電力行業(yè)相關(guān)的檢測認(rèn)證,檢測數(shù)據(jù)可直接導(dǎo)出為規(guī)范格式的報告,無需二次整理即可留存歸檔。
我們建議不同用戶根據(jù)自身的監(jiān)管要求制定搭配方案:如果是承擔(dān)公共服務(wù)職能的G端用戶,比如城市軌道交通配電網(wǎng)、政務(wù)中心配電站等,可采用“核心設(shè)備部署在線監(jiān)測系統(tǒng)+非核心設(shè)備用手持式局放測試儀巡檢”的方案,既滿足實時監(jiān)控的要求,又能控制整體投入;如果是一般工業(yè)企業(yè)等B端用戶,僅配置手持式局放測試儀即可滿足日常的合規(guī)巡檢要求,待后續(xù)資產(chǎn)規(guī)模擴大后再考慮部署在線監(jiān)測系統(tǒng)。
很多B端用戶在選型時不知道重點關(guān)注哪些參數(shù),我們結(jié)合多年的行業(yè)服務(wù)經(jīng)驗,整理了兩類工具的核心參考指標(biāo)。
選購手持式局放測試儀時,首先要關(guān)注檢測頻段覆蓋范圍,主流的局部放電檢測方法包括特高頻法、超聲波法、暫態(tài)地電壓法,建議選擇同時覆蓋三種檢測頻段的設(shè)備,可適配GIS設(shè)備、開關(guān)柜、低壓配電柜等不同類型的設(shè)備檢測需求;其次要關(guān)注設(shè)備的重量和續(xù)航,日常開關(guān)柜巡檢通常需要運維人員走多個站點,重量過大的設(shè)備長時間攜帶會明顯提升工作強度,續(xù)航能力至少要滿足8小時的戶外工作需求;*后要關(guān)注數(shù)據(jù)導(dǎo)出的便捷性,是否可以直接導(dǎo)出符合行業(yè)規(guī)范的檢測報告,減少后續(xù)的臺賬整理工作量。
選購在線監(jiān)測系統(tǒng)時,首先要關(guān)注抗電磁干擾能力,變電站現(xiàn)場的電磁環(huán)境復(fù)雜,抗干擾能力不足的設(shè)備很容易出現(xiàn)誤預(yù)警的情況;其次要關(guān)注數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性,避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、延遲的問題;*后要關(guān)注系統(tǒng)的兼容性,是否可以對接用戶現(xiàn)有的運維管理平臺,減少額外的開發(fā)成本。
總的來說,手持式局放測試儀與在線監(jiān)測系統(tǒng)并沒有*的優(yōu)劣之分,二者分別適配不同的應(yīng)用場景,用戶可以根據(jù)自身的資產(chǎn)等級、巡檢頻次要求、預(yù)算規(guī)模、合規(guī)要求選擇適配的產(chǎn)品,有條件的用戶采用兩類工具搭配使用的方案,可以形成“實時監(jiān)控+機動復(fù)核”的完整局部放電檢測體系,*大限度提升電力設(shè)備的運維可靠性。
參考文獻(xiàn)
【1】 GB/T 7354-2018 局部放電測量
【2】 DL/T 1416-2015 超聲波法局部放電測試儀通用技術(shù)條件
【3】 DL/T 1982-2019 變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)運行維護規(guī)范