变电设备状态维护

《变电设备状态维护》由会员分享，可在线阅读，更多相关《变电设备状态维护（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、变电设备状态维护局部放电紫外检测技术由于电力需求日益增加，使得电力设备所使用的绝缘材料所承受的电气压力与日俱增，设备 使用的寿命往往取决于绝缘材料的绝缘强度。电力设备由于运转操作、使用年数、使用频度 及使用环境等影响，会逐年发生裂化，进而发生故障或事故，世界各国都投入大量的人力从 事设备维护及研究故障预测的诊断技术。早期变电所设备维护采用事后维护，即发生故障后才进行修理。后来发展为预防维护，即事 先安排一定时间进行大修或更换零件，以防止突发事故。近而采用预知维护，从设备外部发 觉异常征兆，事先预知其严重性，在未发生故障前予以处理。变电设备维护检测方法一, 方法簡介 变电设备是由机械、电气、化学

2、等系统组合而成，因此用多项试验来分析设备的异常情况 一般变电设备预知诊断维护技术都先利用不停电方式检测设备有无异常，如发现异常状况再 进一步作停电检测。电力公司现行不停电检测方式(Non-outage Tests)包括：1, 红外线测温(Infra-red Emissions)；2, 部分放电检测(Par tial Discharge)；3, 油中气体分析(Dissolved Gas Oil Analysis)；4, 震动分析(Vibration Analysis)；5, 有载分接头切换器检测(Tap Changer/ Selec tor Condi tion)；6, 箱体状态(Tank Co

3、ndition)；7, 油中含水量分析(Wat er Con tent Analysis)；& 紫外线电晕检测(Ul traviolet Emissions)。总体而言,变电设备不停电预知诊断监测系统的技术障碍在过去几年来已经逐渐克服,而且 价格也逐渐降低,然而准确性与成本效益仍然是各电力公司考虑的主要因素。变电设备维护方式也可分为两种，一种为定期维护(Time Based Maintenance, TBM),也是 传统维护作业方式,依据设备制造商或电力公司规定的维护周期,定期实施维护作业,人力 花费较多且要安排停电作业；另一种方式为状态维护(Condition Based Maintenan

4、ce, CBM), 可在不停电情况监测设备运转状态，如果发现异常，及时实施维护工作，可减少工作停电及 维护人力，有效防范事故发生。二、不停电预知维护目的：1，评估设备使用状况2，减少维护费用3，预估设备使用寿命4，提升工作人员安全5，收集第一手资料，积累数据三、不停电预知维护技术：1, 应用多重技术(Multi-Technology )2, 资讯整合技术(Informa tion Int egra tion)3, 决策与行动(Decision Making & Act ion)四、部分放电检测 变电设备的绝缘体存在微小洞隙、劣痕或其他弱点时,受电场的影响就会加速游离而产生部 分放电现象。由于在

5、两电极间并未构成桥式完整连续性放电,而仅在电极间的一部分形成微 小放电,故称为部分放电。由于部分放电现象在微小的空间内会产生能量损失及热量,导致 绝缘材料的裂化,长时间后导致绝缘破坏,造成设备故障而影响供电品质。部分放电的定量 性测试有两大主流，欧洲与日本多采用国际电工委员会Qnternational Electrotechnical Commission, IEC)IEC 60270标准所推荐，测量部分放电脉波的放电电荷量而以PC(pico coulomb)值表示。美国与加拿大则多用美国国家电机制造协会(Na tional Elec trical Manufactures Associati

6、on, NEMA)的标准，测试无线电干扰电压(radio influence voltage, RIV),而以“V表示，部分放电经常会伴随声音、光、热、化学反应，可通过仪器测量等现 象来判断部分放电。紫外线电晕检测一、紫外线电晕检测电晕放电(corona)是一种局部化的放电现象(localized discharge),是由于绝缘系统的 局部电压应力超过临界值所产生的气体电离化(gaseous ionization)现象。因此，电晕放 电一般是指存在导体表面的气体放电现象，当带电体表面电位梯度超过空气的绝缘强度(约 30 kV/cm)时，会使空气游离而产生电晕放电现象，特别是高压电力设备，其常

7、因设计、制 造、安装及维护工作不良而形成电晕放电问题。目前商业化的紫外线电晕影响仪器是针对紫外光谱进行侦测，通常用来检测被测物电晕或表 面放电所产生的紫外线以发现电晕放电问题。一般在室内晚间没有太阳光的干扰下，效果显 著。在白天有太阳光干扰的环境下，必须采用含特殊滤波技术的检测仪器，针对太阳盲光 (Solar-Blind)波段240280nm进行感测,使电晕放电检测工作避免受到太阳辐射的干扰。另外，双频谱影象机器使用阳光盲带UV滤波器技术，同时侦测电晕影象及周围环境视觉影 象，可应用于侦测及定位高压电力设备的电晕。其中视觉通道用于定位电晕，紫外线(Ul traviole t, UV)通道用于侦

8、测电晕。紫外线电晕成像检测电晕放电的实际案例如下图 片：由于电气的电晕放电是在UV频谱范围内，且电晕放电的温度梯度很小，无法用红外线成像 作测量，因此，使用 UV 原理测量有其优势。紫外成像仪器具有下列优点： 1，用侦测阳光盲带的电晕法，因此不受环境的阳光辐射影响。2， UV 侦测器有较高的灵敏度，即使微弱的 UV 信号也可侦测出，可在白天显示影象。 3，受环境干扰小，可在白天、下雨天、浓雾下作测量。4，可应用于影象及紫外线双频谱摄影机。 未来紫外技术检测缺陷，很有应用前景与潜力。二、紫外检测技术具体应用随着电力系统的电网规模的不断扩大、电力负荷要求的不断提高，电力系统中使用的各种类 型的高压

9、设备的损坏、故障也不断增加，相应对预防性维护的要求也不断提高。输供电线路 和变电站配电等设备在大气环境下工作，在某些情况下随着绝缘性能的降低、出现结构缺陷， 或表面局部放电现象，电晕和表面局部放电过程中，电晕和放电部位将大量辐射紫外线，这 样便可以利用电晕和表面局部放电的产生和增强间接评估运行设备的绝缘状况和及时发现 绝缘设备的缺陷。目前，可用于诊断目的的放电过程的各种方法中，光学方法的灵敏度、分 辨率和抗干扰能力最好。即采用高灵敏度的紫外线辐射接受器，记录电晕和表面放电过程中 辐射的紫外线，再加以处理、分析达到评价设备状况的目的。预防，减少设备发生故障造成 的重大损失，具有很大的经济效益。1

10、、检查发现劣化绝缘子（陶瓷、复合、玻璃绝缘子）的缺陷、表面放电和污染；2、导线架线时拖伤、运行过程中外部损伤（人为砸伤）、断股、散股检测。导线表面或内 部变形都可产生电晕；3、电力工程质量检测（安装不当、接地不良等）；4、检查高压设备的污染程度。污染物通常表面粗糙，在一定电压条件下会产生放电，如绝 缘子表面因污染会产生电晕。导线的污染程度、绝缘子上污染物的分布情况等，都可以利用 该技术有效的进行分析；5、运行中绝缘子的劣化以及复合绝缘子及其护套电蚀检测。绝缘子的裂纹可能会构成气隙， 绝缘子的劣化导致表面变形，在一定的条件下都会产生放电。当绝缘子表面形成导电的碳化 通道或者侵蚀裂纹时，合成材料支

11、柱式绝缘子的使用寿命大大降低。形成碳化通道或者裂纹 以后，绝缘子的故障是不可避免的，而且可能会在短期内发展成绝缘子击穿事故。利用紫外 成像技术在某些情况下还可以发现支撑绝缘子的内部缺陷，可在一定灵敏度、一定距离内对 劣化的绝缘子、复合绝缘子和护套电蚀检测进行定位、定量的测量，并评估其危害性；6、高压产品的绝缘缺陷检测。紫外成像的检测结果还可为电力产品的绝缘诊断与寿命预测 提供大量信息，可以建立综合档案资料，以便更好的诊断分析；7、高压变电站及线路的整体维护。传统的放电异常判别方法有听声音（包括超声波故障检 测）和夜间观察放电等。由于很多设备的放电并不影响其正常运行，所以听声音的方法无法 排除干

12、扰因素和主观因素，且受检测距离的限制。如果绝缘设备在夜间发出可见光，放电已 经十分严重了。很多事故正是在绝缘设备未见可见光放电的情况下突然闪络击穿引起的。8、大型发电机定子线棒端部和槽壁电晕放电检测；9、寻找无线电干扰源。高压设备的放电会产生强大的无线电干扰，影响到附近的通讯、电 视信号的接收等，使用紫外成像技术可迅速找到无线电干扰源；10 在高压电器设备局部放电试验中，利用紫外成像技术寻找或定位设备外部的放电部位， 以及设备内部和外部放电，或消除外部干扰放电源，提高局部放电试验的有效性。三、以色列OFIL公司一全球顶尖的紫外检测仪器SuperB紫外电晕成像仪是由以色列Ofil和美国电力科学研

13、究院（EPRI）共同研发的最新系 列，用于检测和定位高压设备电晕、电弧和局部放电。它作为预维护和诊断工具可以使用于 输供电线路和变电站配电设备上。它独特的技术使得可以在明亮的日光下观测到电晕现象。 它多种灵活的特性可以在不同形式下使用航空器、车载式和手持式。它的高灵敏度和可 靠性使得该设备已经在全球上百家高压实验室、研究院和服务机构使用。EPRI对SuperB进 行了大量的应用研究和现场测试，使得SuperB成为了电力设施预维护必不可少的工具。现 在EPRI推出了由Andrew Phillops博士编撰的“架空输电线路电晕和电弧检测指南”。以 色列OFIL公司紫外成像技术无论在基础理论研究和应

14、用中都处于世界领先地位。0fil 公司 2006年推出最新系列产品：SuperB 型，适用于常规巡检；Rom 型，机载系统，适用于直升飞机检测；Ranger 型，车载系统，适用于汽车巡检；Rail 型，适用于铁路电气检测；Classic 型，适用于电机定子的检测。SuperB紫外成像仪有两个通道：紫外线（UV）和可见光。UV通道用于电晕成像，可见光用 于拍摄环境（绝缘体、电流器、导线等）图片。两中图片可以重叠生成一幅图片用于同时观 察电晕和周围环境情况。因此，它可以检测电晕并清楚地显示电晕源的精确位置。UV通道工作波段采用太阳盲区UV-C中的240-280nm波段，该波段不受太阳辐射的干扰。在

15、 太阳盲区波段臭氧吸收太阳光辐射，阻止其进入地球，因此电晕信号可以在白天获取并成像。UV通道的特殊紫外滤镜由Ofil发明，具有较大的光收集区域，FOV为50 x 3.750。四、OFIL公司紫外成像仪技术特点緊外光营道的光学粽牲（UV-Optical Properties）紫外锂吳设计紫外光收集面积BCathadeoptrit lens型的晨附式紧凑镜头1 g平方公缎c为了虽高的灵敏度而设计）抗丈明光干折能巧绝对在任何阳光强症及天气条件下可取观看盍阳在视场中的 阳标物第外灵敏度电晕茜测灵U度可调枝紫外增益视场角度【水:平卜IM垂直试）检测头寿命，黑1。一1*瓦特评方仝分T 徽徽库仑【盹）“由a来外测测j&25.f以増强可检測性5度甥孔度金无袅老因为D刖Gorll是鉅对目盲的）对焦複式-紫外及可见光通道同时肯动对焦*紫外圧可见光適道可駁手动调焦对焦直离3米至无限加逬晃光偿道的光学特性 WisiblE Optical Propenie&)萦外呵见光誌像重迭唯确性O.Smilli- radian弧度J：可见光灵鹼康 视讯标推1 Lux:完全符合FALNTSt标淮NTSC : 760 ( H3 X 4g4Cy3PAL： 752( H) k 582X V)可见比变焦西倍光学 歸2倍数码总共河0倍棊光操控自动暴光丁手工暴光全自动的暴光及増益操控浄在强光及弱