一、開(kāi)關(guān)柜局放檢測及需求分析
高壓開(kāi)關(guān)柜運行中由于生產(chǎn)工藝缺陷、運輸安裝破損以及高溫高濕環(huán)境因素影響，絕緣介質(zhì)在長(cháng)期高壓工作電場(chǎng)作用下會(huì )不斷劣化，產(chǎn)生局部放電的累積效應可能會(huì )擊穿絕緣，引發(fā)嚴重供電事故并給電網(wǎng)帶來(lái)巨大損失。開(kāi)關(guān)柜的局放現象主要以電磁輻射、超聲波以及光、熱等形式釋放能量，通過(guò)檢測這些信號特征量來(lái)判定局放強度、頻次和位置，主流方法有脈沖電流法、暫態(tài)地電壓法、超聲波法和特高頻法，各方法優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。
表1 局放檢測方法及特點(diǎn)
|
檢測方法 |
優(yōu)點(diǎn) |
缺點(diǎn) |
|
脈沖電流法 |
脈沖信息量豐富；靈敏度高 |
抗電磁干擾能力差 |
|
暫態(tài)地電壓法 |
靈敏度高；定位準確；對介質(zhì)內部放電敏感 |
對介質(zhì)外部放電不敏感 |
|
超聲波法 |
不受電磁干擾影響；對介質(zhì)外部放電敏感 |
對介質(zhì)內部放電不敏感 |
|
特高頻法 |
可故障定位；抗干擾能力強 |
安裝復雜，成本高 |
聯(lián)合暫態(tài)地電壓和超聲波分析法可多方面感知電氣設備內、外部局放信號，且具有高靈敏度及高抗干擾特性，是檢測開(kāi)關(guān)柜絕緣缺陷發(fā)生、發(fā)展和嚴重程度可行性較高的方案。目前行業(yè)內利用TEV和AE傳感器進(jìn)行局放檢測設備有手持式巡檢儀和局放在線(xiàn)監測系統兩大類(lèi)。
手持式巡檢儀結構設計緊湊，輕巧便攜，適用于常規巡檢，但受限于常規巡檢的定期性，因此可能會(huì )導致對局放信號的漏檢，從而錯過(guò)開(kāi)關(guān)柜黃金檢修時(shí)機；局放在線(xiàn)監測系統可對開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，并能對絕緣狀態(tài)進(jìn)行準確分析，但其只能用于所安裝的固定開(kāi)關(guān)柜，缺乏靈活性，且成本較高。但目前現場(chǎng)中往往需要既具有便攜性高、成本低等特點(diǎn)，又具有針對重點(diǎn)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行持續監測與綜合分析功能的系統。
我公司結合多年對高壓開(kāi)關(guān)柜保護、局放檢測的實(shí)踐經(jīng)驗，依托華北電力大學(xué)強大的電力系統安全理論優(yōu)勢，開(kāi)發(fā)出基于暫態(tài)對地電壓及超聲波的聯(lián)合檢測的局放重癥監護系統。大大提升現有局放檢測系統的技術(shù)水平，暫態(tài)地電壓和超聲波檢測手段相互印證，具有高準確性、高靈敏度、高抗干擾性和功能強大等特點(diǎn)。系統兼有良好的便攜性和靈活性，彌補了局放在線(xiàn)監測系統的固有缺陷，解決了手持式可能出現漏檢情況，且擁有開(kāi)關(guān)柜絕緣狀態(tài)的全天候重癥監護能力。
1. 系統結構功能
STL-PDIC重癥監護系統由傳感器、加固便攜高速采集系統和局放信號綜合分析和診斷軟件組成?？伸`活配置暫態(tài)對地電壓傳感器及超聲波傳感器，對局放信號四通道同步高速采集，具備實(shí)時(shí)記錄及多圖譜分析功能，通過(guò)人工智能分析系統進(jìn)行模式準確識別，可實(shí)現對設備絕緣故障及時(shí)預警，既可對可疑開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行全天候重癥監護，亦可用于開(kāi)關(guān)柜常規巡檢。
2. 技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢
Ø可覆蓋20kHz～1.5GHz超寬頻段的信號，具有同步四通道局放數據高速采集能力；
Ø系統組成集成度高，由傳感器及加固便攜工控計算機構成，滿(mǎn)足常規巡檢的便攜性需求；可實(shí)現對出現局放的開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行全天候重癥監護；亦可在常規巡檢中同時(shí)檢測多柜體局部放電情況，記錄實(shí)時(shí)放電波形，避免手持式使用中可能出現的漏檢情況，并可進(jìn)行分級預警；
Ø通過(guò)波形分析對數據進(jìn)行可視化處理，統計開(kāi)關(guān)柜放電頻次及放電程度，幫助用戶(hù)輕松可靠確定局放情況；
Ø可對多臺開(kāi)關(guān)柜局部放電數據進(jìn)行綜合管理，應用數字濾波、頻譜分析和選頻測量等技術(shù)有效濾除干擾信號，具備PR、PRPD、PRPS、相關(guān)性等多種圖譜展示方式；
Ø具有局放狀況趨勢對比功能及深度學(xué)習功能的人工智能分析系統，在實(shí)際應用中可對局放模式準確識別，并準確判別局放發(fā)生位置和嚴重程度。
STL-PDIC重癥監護系統可用于充氣式開(kāi)關(guān)柜、空氣式開(kāi)關(guān)柜以及箱式變電站等眾多場(chǎng)景。在實(shí)際中有如下應用模式：
Ø常規巡檢：可對多個(gè)開(kāi)關(guān)柜巡檢，移動(dòng)傳感器和檢測系統進(jìn)行局放檢測及數據記錄；
Ø在線(xiàn)監測：可同時(shí)對四臺開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行長(cháng)時(shí)間監測，通過(guò)局放數據趨勢分析并判斷柜體絕緣狀態(tài)；
Ø重癥監護：可對存在局放的開(kāi)關(guān)柜同時(shí)安裝四套傳感器，進(jìn)行長(cháng)時(shí)間全天候連續重癥監護，確定局放程度及發(fā)生位置。通過(guò)記錄不同位置放電量及監測時(shí)間內放電次數，確定放電程度，綜合分析開(kāi)關(guān)柜絕緣狀態(tài)。
STL-PDIC重癥監護系統功能強大、配置靈活，既可用于常規巡檢，又可進(jìn)行長(cháng)時(shí)間在線(xiàn)監測，尤其適用于對可疑設備進(jìn)行重癥監護確定其絕緣狀態(tài)。
