不少電力運維團隊、檢測機構都遇到過這類問題:日常電力設備檢測中,局部放電信號隱蔽難以捕捉,明明做了巡檢還是出現絕緣擊穿故障;采購局部放電檢測儀時不知道看哪些參數,花了預算卻達不到預期檢測效果,甚至不符合監管要求。我們結合局放檢測原理、不同場景的應用需求,梳理PD測試設備的選型邏輯,幫不同用戶找到適配的解決方案。
局部放電是電力設備絕緣介質在高電場作用下,局部區域發生的非貫穿性放電現象,這種放電不會立刻導致絕緣完全失效,但長期存在會逐步腐蝕絕緣材料,*終引發閃絡、擊穿等重大故障【1】。當前電力設備檢測中,局部放電檢測已經成為預判絕緣故障的核心手段,對降低停電損失、保障供電可靠性有重要作用,無論是工業企業的變配電站運維,還是電網機構的設備驗收、預防性試驗,都將局部放電檢測作為必做項目。
局放檢測原理的基礎,是局部放電發生時會同步產生多種可監測的物理信號,技術人員通過捕捉不同類型的信號,*能判斷局部放電的位置、強度以及絕緣劣化程度,目前主流的檢測技術分為幾類。
脈沖電流法是應用*早的局放檢測原理,通過耦合電容采集局部放電產生的脈沖電流信號,能*測量放電量,適合實驗室環境下的設備出廠試驗,但現場環境下電磁干擾復雜,脈沖電流法很容易被干擾信號覆蓋,難以精準識別真實的局部放電信號。特高頻檢測法是目前現場應用*廣的局放檢測原理,局部放電產生的特高頻電磁波信號頻率在300MHz-3GHz之間,遠高于普通工業干擾的頻率范圍,通過特高頻傳感器采集信號,既能實現較強的抗干擾效果,還能通過多傳感器同步定位放電位置,非常適合現場巡檢、在線監測場景。
除此之外還有超聲檢測法,通過采集局部放電產生的超聲波振動信號判斷放電情況,適合定位固體絕緣內部的放電點,不過信號傳播過程中衰減較快,對傳感器的安裝位置要求較高;氣相色譜法通過檢測絕緣油分解產生的特征氣體判斷局部放電情況,多用于油浸式變壓器的離線檢測,檢測周期較長,適合長期趨勢判斷。不同的局放檢測原理各有適配場景,目前多數局部放電檢測儀都會融合多種檢測技術,提升檢測的準確性。
很多用戶采購PD測試設備時容易陷入參數堆砌的誤區,實際上選型要結合自身的應用場景、檢測需求來判斷,核心參考指標可以分為兩類,分別對應B端用戶的實用需求和G端用戶的合規需求。
對于企業用戶來說,首先要關注檢測靈敏度,不同電壓等級的電力設備檢測對靈敏度要求不同,10kV級別的開關柜、配電電纜檢測,靈敏度達到1pC即可滿足需求,110kV及以上的變壓器、GIS設備檢測,需要更高的靈敏度才能捕捉到早期微弱的局部放電信號。其次是抗干擾能力,工業現場的變頻器、無線通信信號、開關操作都會產生大量干擾,質量合格的局部放電檢測儀需要具備智能濾波、信號特征識別功能,能自動區分干擾信號和真實的局部放電信號,降低運維人員的判讀難度。再者是設備的適用性,不同類型的電力設備檢測需要適配不同的傳感器,比如開關柜檢測適合用外置特高頻傳感器,電纜接頭檢測適合用高頻電流傳感器,變壓器檢測適合用特高頻+超聲的組合傳感器,康高特代理的MPD800局部放電測試儀,采用UHF傳感器技術,適用于變壓器、開關柜、電纜的局放檢測,支持多傳感器同步采集,能滿足多數場景的檢測需求。*后要考慮操作便捷性,多數企業的運維人員沒有的檢測資質,PD測試設備*好支持一鍵檢測、自動生成報告功能,不需要復雜的參數設置*能完成日常巡檢。
對于政府、機構類用戶來說,除了上述性能參數外,還要重點關注設備的合規性,PD測試設備需要符合GB/T 7354的相關技術要求,具備法定計量機構出具的校準證書,檢測結果才能作為設備驗收、執法檢查、運維考核的有效依據。其次是數據的存儲與溯源能力,監管機構需要長期留存電力設備檢測數據,局部放電檢測儀需要具備數據加密存儲、標準化導出功能,能對接現有運維管理平臺,滿足臺賬管理、數據上報的要求。
不同場景的電力設備檢測需求差異較大,用戶可以結合自身屬性選擇適配的產品。
工業企業變配電站這類B端用戶,電力設備檢測以日常巡檢為主,核心需求是快速排查局部放電隱患,降低非計劃停機的損失,適合選擇便攜型的局部放電檢測儀,重量輕、續航時間長,運維人員可以隨身攜帶開展巡檢,不需要復雜的接線*能完成檢測,采購成本也相對較低,符合多數企業的預算要求。
新能源電站的升壓站設備長期處于戶外環境,溫濕度變化大、沙塵多,絕緣劣化速度比室內設備更快,PD測試設備需要具備寬溫運行、防水防塵的性能,同時支持戶外強光下的屏幕顯示,方便巡檢人員在戶外環境下操作,適合選擇便攜式特高頻局部放電檢測儀,配合季度巡檢的周期開展定期檢測,提前發現絕緣隱患。
電網公司、第三方檢測機構這類G端用戶,需要開展法定檢測、設備驗收、故障診斷等工作,對檢測精度、數據合規性要求較高,適合選擇高精度、多傳感器兼容的PD測試設備,支持多種局放檢測原理的同步采集,檢測過程符合相關標準的流程要求,出具的檢測報告具備法律效力,同時可以對接區域電力運維管理平臺,實現檢測數據的統一匯總、分析,提升區域供電的可靠性。
采購到合適的局部放電檢測儀只是第一步,想要達到理想的檢測效果,還要注意落地過程中的幾個要點。
首先是設備的定期校準,PD測試設備屬于計量器具,需要每年送法定計量機構開展校準,確保檢測數據的準確性,這也是DL/T 596中對電力設備檢測設備的強制要求【2】,如果是開展對外檢測服務的第三方機構,設備的校準證書是資質審核的必備材料。其次是人員的培訓,開展局部放電檢測的人員需要掌握基礎的局放檢測原理,熟悉設備的操作流程、信號識別技巧,避免因為誤判、漏判導致故障隱患沒有被及時發現,對于G端用戶來說,檢測人員的資質證書也是檢測報告具備法律效力的前提條件。*后是檢測數據的臺賬管理,每次電力設備檢測的局部放電數據都要完整歸檔,通過對比同一設備的歷史檢測數據,能判斷絕緣劣化的發展趨勢,制定針對性的運維方案,不需要盲目更換設備造成成本浪費,也能滿足監管部門對運維管理的考核要求。
參考文獻
【1】 GB/T 7354-2018 高電壓試驗技術 局部放電測量
【2】 DL/T 596-2021 電力設備預防性試驗規程