近期不少電力運維企業(yè)、電力監(jiān)管機構(gòu)咨詢兩類核心問題:一是變電站、新能源并網(wǎng)站等場景的GIS設(shè)備局放檢測,怎么選適配的局部放電檢測技術(shù)保障信號檢出率?二是GIS設(shè)備運維的局放檢測環(huán)節(jié),需要符合哪些規(guī)范要求,才能滿足并網(wǎng)驗收、定期巡檢的合規(guī)標準?作為電力設(shè)備狀態(tài)評估的核心手段,局部放電檢測技術(shù)的選型、應(yīng)用直接關(guān)系到GIS設(shè)備的運行安全,也影響著運維、監(jiān)管工作的合規(guī)性。
當前主流的GIS設(shè)備局放檢測技術(shù)主要包括UHF法、TEV法、超聲波法三類,三類技術(shù)原理不同,適用場景也存在明顯差異。
UHF法即超高頻檢測法,核心原理是捕捉GIS內(nèi)部局部放電激發(fā)的頻率在300MHz~3GHz的超高頻電磁波信號,這類信號穿透性強,不受空氣中電暈、開關(guān)操作等低頻干擾的影響,適合戶外GIS站、長距離GIS母線的大范圍快速初篩,單次檢測覆蓋范圍可達十幾米,能夠快速圈定存在異常信號的GIS間隔【1】。對于運行年限較長、間隔數(shù)量較多的GIS站,采用UHF法開展巡檢的效率遠高于接觸式檢測方法。
TEV法即暫態(tài)對地電壓法,核心原理是捕捉GIS內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的暫態(tài)電流,沿殼體傳導至接地點時激發(fā)的對地電壓信號,檢測時僅需將傳感器貼附在GIS殼體表面即可完成檢測,操作門檻低,適合UHF法發(fā)現(xiàn)異常后的近距離復測,也適合開關(guān)柜與GIS連接部位、GIS法蘭、接地排等易出現(xiàn)局放的點位的專項排查【2】。由于TEV法信號傳導距離短,檢測時不需要大范圍移動設(shè)備,適合狹小空間內(nèi)的GIS設(shè)備局放檢測作業(yè)。
超聲波法是通過捕捉GIS內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的超聲振動信號完成檢測,這類信號在GIS殼體中傳播時衰減較慢,且能夠通過信號時差實現(xiàn)局放源的精準定位,適合UHF法、TEV法確認存在異常后,對局放源的具體位置做定點排查,尤其對于懸浮放電、毛刺放電、氣隙放電等常見GIS局放類型的檢出率較高【3】。部分場景下,超聲波法還可以輔助判斷局放的嚴重程度,為后續(xù)的檢修決策提供數(shù)據(jù)支撐。
針對B端的發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)運維公司、工業(yè)用戶配電房等主體,GIS設(shè)備局放檢測的核心訴求是在控制檢測成本的前提下,提升檢測效率、降低誤判率,快速定位故障點減少停電損失。從實際應(yīng)用來看,單一檢測方法很難兼顧效率與準確率,多數(shù)運維團隊會采用“UHF法初篩+TEV法復測+超聲波法定位”的組合檢測流程,但多臺設(shè)備切換不僅增加作業(yè)負擔,也容易出現(xiàn)不同設(shè)備數(shù)據(jù)不同步的問題。
針對這類痛點,康高特提供全套GIS局放檢測儀器,包括ASM-P便攜式局放檢測儀、EA UltraTEV Plus等,適配GIS設(shè)備局部放電檢測需求。其中ASM-P便攜式局放檢測儀同時集成UHF法、TEV法、超聲波法三類檢測功能,一臺設(shè)備即可完成從大范圍初篩到精準定位的全流程檢測,不需要攜帶多臺檢測設(shè)備,單次巡檢的作業(yè)時間可縮短40%以上,設(shè)備自帶的信號同步功能也避免了多設(shè)備數(shù)據(jù)對齊的誤差,適合日常巡檢、專項排查等場景使用。如果是新建GIS并網(wǎng)驗收、大修后檢測等對精度要求更高的場景,可以搭配EA UltraTEV Plus使用,這款設(shè)備的TEV檢測精度可達0.1dB,超聲波檢測頻段覆蓋20kHz~200kHz,UHF檢測頻段覆蓋300MHz~3GHz,對于pC級的微小局部放電信號也能穩(wěn)定捕獲,能夠有效避免早期微弱局放信號的漏檢。
針對G端的電力監(jiān)管機構(gòu)、特種設(shè)備檢測單位、電網(wǎng)安全管理部門等主體,GIS設(shè)備局放檢測的核心訴求是符合相關(guān)標準規(guī)范、檢測數(shù)據(jù)可溯源、檢測結(jié)果具備合規(guī)效力。當前國內(nèi)GIS設(shè)備局放檢測需要符合《DL/T 1416 超聲波法局部放電測試儀通用技術(shù)條件》【4】、《DL/T 1982 暫態(tài)對地電壓法局部放電測試儀技術(shù)條件》【5】等行業(yè)標準要求,部分地區(qū)的新能源項目并網(wǎng)驗收、電力設(shè)施安全檢查還要求檢測數(shù)據(jù)留存不少于3年,檢測報告需具備可溯源性。
康高特的兩款GIS局放檢測儀器均已通過電力工業(yè)電氣設(shè)備質(zhì)量檢驗測試中心的相關(guān)性能檢測,符合現(xiàn)行行業(yè)標準的技術(shù)要求,設(shè)備檢測數(shù)據(jù)自動加密存儲,支持導出符合監(jiān)管要求的標準化檢測報告,報告內(nèi)置檢測時間、點位、參數(shù)、設(shè)備編號等溯源信息,可直接作為并網(wǎng)驗收、安全檢查的合規(guī)依據(jù),滿足G端用戶對于檢測資質(zhì)、報告效力的要求。
現(xiàn)場檢測中的干擾排查是多數(shù)運維團隊遇到的高頻問題,戶外GIS檢測時經(jīng)常會遇到移動通信信號、周邊電暈放電、開關(guān)操作干擾等外部信號,容易導致誤判。針對這類問題,采用UHF法的帶通濾波功能結(jié)合TEV法的相位同步篩選,能夠排除大部分外部干擾信號,ASM-P便攜式局放檢測儀自帶的AI干擾識別模型,經(jīng)過上萬組現(xiàn)場信號訓練,能夠自動區(qū)分GIS內(nèi)部局放信號與外部干擾信號,誤判率比傳統(tǒng)方法降低60%以上,不需要運維人員手動甄別信號,大幅提升了復雜環(huán)境下的檢測效率。
局放源定位不準也是常見的痛點,多數(shù)GIS設(shè)備間隔密封,無法直接觀察內(nèi)部情況,定位偏差過大很容易導致檢修時需要拆解多個間隔,增加檢修成本和停電時間。針對這類問題,采用超聲波法的多點時差定位功能,能夠通過不同點位采集到的超聲信號的時間差計算局放源的具體位置,EA UltraTEV Plus的超聲波時差定位功能定位誤差可控制在10cm以內(nèi),能夠精準定位到具體的法蘭、觸頭、絕緣子等部件,運維人員可以直接針對故障點位做檢修,減少不必要的拆解作業(yè),降低檢修成本。
合理設(shè)置檢測周期是保障GIS設(shè)備運行安全的基礎(chǔ),按照現(xiàn)行運維規(guī)范要求,新建GIS設(shè)備投運前、大修后、經(jīng)歷極端天氣(如雷暴、臺風、冰雪災(zāi)害)后都需要開展專項GIS設(shè)備局放檢測;運行年限不滿5年的GIS設(shè)備,每2年開展一次全面的局部放電檢測技術(shù)巡檢;運行年限超過5年的GIS設(shè)備,每年至少開展一次全面檢測,存在家族性缺陷的GIS設(shè)備需要適當縮短檢測周期。
檢測人員的能力也會直接影響檢測結(jié)果的準確性,開展GIS設(shè)備局放檢測的人員需要掌握UHF法、TEV法、超聲波法的基本原理、操作規(guī)范和信號甄別方法,定期參加培訓。康高特為采購設(shè)備的用戶提供免費的操作培訓和技術(shù)支持,協(xié)助用戶建立內(nèi)部的檢測作業(yè)規(guī)范,還可以提供現(xiàn)場檢測指導服務(wù),保障用戶的檢測作業(yè)符合相關(guān)標準要求。
參考文獻
【1】 氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備局部放電檢測技術(shù)導則
【2】 超高頻法在GIS局部放電檢測中的應(yīng)用研究
【3】 暫態(tài)對地電壓法在電力設(shè)備局部放電檢測中的應(yīng)用
【4】 DL/T 1416 超聲波法局部放電測試儀通用技術(shù)條件
【5】 DL/T 1982 暫態(tài)對地電壓法局部放電測試儀技術(shù)條件