地铁供电设备带电检测技术的应用

地铁供电设备带电检测技术的应用

发表时间：2019-05-06T09:47:05.660Z 来源：《电力设备》2018年第31期作者：陈怀军

[导读] 摘要：带电检测技术是供电设备状态检修新技术手段，其在国外发达国家已应用多年，技术成熟。

（天津市地下铁道运营有限公司天津 300222）

摘要：带电检测技术是供电设备状态检修新技术手段，其在国外发达国家已应用多年，技术成熟。带电检测采用红外成像、超声波局放、特高频局放等技术手段，对运行状态下的设备典型参数进行检测和分析，可提前发现设备隐患。带电检测技术可以提高供电设备的运维水平，其推广应用是地铁供电设备维护的发展趋势。

关键词：地铁；供电设备；带电检测

Application of charged detection technology for metro power supply equipment

CHEN Huaijun

（Tianjin Metro O&M Co.，Ltd.，Tianjin 300222）

Abstract：Charged detection technology is a new technology for condition-based maintenance of power supply equipment，the technology has been applied in developed countries for many years，and its technology is mature. Charged detection uses infrared imaging，ultrasonic partial discharge，UHF partial discharge and other technical means to detect and analyze the typical parameters of the equipment in operation，so as to discover the hidden troubles of the equipment in advance. Charged detection technology can improve the operation and maintenance level of power supply equipment，and its popularization and application is the development trend of metro power supply equipment maintenance.

Key words：metro；power supply equipment；charged detection

引言

近年来，我国城市轨道交通快速发展，很多城市已发展至网络化运营阶段。地铁客运的特点是高效快捷、客运量大，发生延误时社会影响巨大。安全稳定的地铁供电系统是运营服务的基础条件，地铁运营对供电系统设备运营维护管理水平的要求在不断提高，停电检修时间窗口不断较小，传统的基于周期的定期检修模式已经不能完全适应地铁供电可靠性不断提高的要求。近年来，各地地铁运营公司逐步推行供电设备状态检修。

带电检测是开展状态检修工作的基础，通过对各类带电检测技术的测量数据进行综合分析，能够准确掌握设备实际运行状态，在超前防范设备隐患、降低故障损失、降低供电风险、保障地铁运营安全等方面都具有重要意义。

1.供电设备检修发展历程

设备维修体制的发展过程大致可划分为被动维修、计划性预防维修和状态检修三个阶段。

20世纪50年代前主要采用故障后维修的被动维修（Breakdown Maintenance）设备管理模式。被动维修的特点是非计划性、维修不足，设备事故多、经济损失大，设备管理具有不可控性，多数情况不能接受，这种管理模式逐渐被淘汰。

国外19世纪60年代至80年代开始采用、国内当今主要采用的是基于时间的预防性维修（Preventive Maintenance）管理模式。供电设备的定期检修大幅减少了突发性故障，但也存在维修成本高、维修过剩等弊端。

19世纪70年代中期发达国家出现了状态维修模式，80年代随着计算机技术的发展，设备状态监测技术、故障诊断技术得到较快发展。这种维修模式提高了设备检修的针对性、目的性，减少了大量的陪试情况和现场运维工作量。基于不停电检测的供电设备状态检修，能有效减少设备停电次数，减少设备操作，降低供电系统运行风险，是当前我国供电设备检修模式的发展大趋势。

2.带电检测技术简介

带电检测，一般采用便携式检测设备，在运行状态下，对设备状态量进行的现场检测，其检测方式为带电短时间内检测，有别于长期连续的在线监测。带电检测技术突出特点在于可以实现大部分供电设备在运条件下的状态诊断、缺陷部位的精确定位、缺陷程度的定量分析，达到故障超前发现并处置，提高设备的可靠性，并指导设备状态评价和状态检修。电气设备在故障发生前或发生时，通常伴有“热、声、光、电、水、气”等多种故障特征信息，带电检测就是通过捕捉这些特征参数对设备状态进行分析。带电检测按照被测参数主要包括光学成像检测（红外成像检测、紫外成像检测、SF6气体泄漏成像检测等），化学量检测（油中溶解气体检测、SF6气体分解产物检测、SF6气体微水检测等），机械量检测（超声波信号检测等），电气量检测（高频局部放电检测、超高频局部放电检测、暂态地电压检测等）。带电检测技术注重组合技术的应用，当一项参数异常后，可采取多项技术加以验证，通过组合技术的应用基本能够明确设备缺陷，最后通过停电检测来确诊处理。带电检测是对常规停电检测的弥补，同时也是对停电检测的指导；但是带电检测也不能解决全部问题，必要时、部分常规项目还是需要停电检测。

3.带电检测的主要技术手段

3.1 红外热像检测

红外热像检测是以设备的热分布状态为依据对电力系统中具有电流、电压致热效应或其他致热效应的带电设备进行检测和诊断，可以高效诊断设备的运行状态及其存在的隐患缺陷。

红外热像检测优势有很多，远离被检测设备，操作安全方便，，测温范围宽，可视性好，能准确地发现设备的缺陷。大多数设备热效应缺陷都可以通过发热或热分布改变的特点反映出来，有较高的灵敏度。

红外热像检测能准确的发现电力系统中各裸露设备元器件以及各元件间连接部分的温度以及温度的变化，如地铁主变压器套管、油变散热器、整流变接线端子、二次设备、低压配电设备等，只要设备上没有阻隔物，可以直视的的部分都可以进行红外测量。

3.2 超声波信号检测

超声波检测技术是指对频率介于20kHz-200kHz区间的声信号进行采集、分析、判断的一种检测方法。超声波局放技术是利用电气设备内部或外部发生局部放电时局放点会伴随着超声波向四周传播，采用超声波探测装置收集频率高于20kHz的声波，并对采集到的声波波长类型进行分析判断，确定被试设备的绝缘状态。

超声波局部放电检测技术抗电磁干扰能力强，检测范围小但便于实现放电定位，受机械振动干扰较大，对于绝缘性缺陷不敏感。

超声波检测范围涵盖变压器、组合电器、开关柜、电缆终端、架空线路等各个电压等级的各类一次设备。线路超声波局放能检测所有