容性设备带电检测装置测评的思考 刘毅

容性设备带电检测装置测评的思考刘毅

发表时间：2018-04-13T17:01:13.113Z 来源：《电力设备》2017年第32期作者：刘毅

[导读] 摘要：本文介绍了容性设备带点检测技术的测试原理和系统的测评方法，之后再对几台带电检测装置的介质损耗因数的测量准确性、重复性和抗干扰性等几个方面做出全面的测评和研究，并在最后对容性设备带点检测装置测评进行思考。

（云南电网曲靖供电局云南省曲靖 655000）

摘要：本文介绍了容性设备带点检测技术的测试原理和系统的测评方法，之后再对几台带电检测装置的介质损耗因数的测量准确性、重复性和抗干扰性等几个方面做出全面的测评和研究，并在最后对容性设备带点检测装置测评进行思考。

关键词：容性设备；带电检测；装置测评；思考程序

容性设备指的是以电容屏绝缘结果为主的电力设备，其主要的结构包括电容式套管、电容式电流互感器、电容式电压互感器和耦合电容器这几种，占据整个变电站设备数量的40%-50%，其运行的状态的好坏直接影响到整个变电站乃至整个电网的安全运行。在容性设备状态的诊断中，一直都是以预防性试验为主和以在线的绝缘诊断为辅的，两者互为补充。

1.容性设备带电检测装置的概念

在电网运行的过程中，为了能够防止重大安全事故的发生，采用的方法都是在设备投入运行之后，通过定期停电的方式进行预防性的试验和检修，这样才能够及时检测出设备内部的绝缘缺陷。但是在停电预防性试验的试验条件和运行的状态本身就存在很大的差距，所以很难诊断出高压设备在运行的过程中的发展缺陷。当全社会对于电力供应的要求变得越来越高，那么电力系统的规模就会变得越来越大，传统的定期停电的预防性方法就会出现费时、费力和实验效果不理想的情况。为了能够在将来保证整个电网更好地实现状态的检修，那么引进容性设备和关注其绝缘性也成了非常重要的一个指标。

2.容性设备带电检测装置的结构

容性设备带电检测装置一般由取样单元、测试引线和主机等诸多部分组成，其主要的结构如图1所示。取样的单元主要用于对电容型设备中的电流信号或者电压信号进行全方位的获取，然后在测试的过程中通过将引线更好地在取样的单元获得信号之后引入到主机。在此过程中，主机主要负责数据的采集、处理和分析，然后再通过对参考设备电流信号的测量和对谐波的分析，分别计算出两路信号的相位夹角，从而能够更加方便地获得被测试的设备和参考设备在相同电压作用下的相对介损因数。

3.容性装置测评系统的原理

整个容性装置的结构由标准信号发生器、标准信号测试器和带电检测装置组成。整个结构如图2所示。其中，标准信号发生器在运作的过程中主要负责输出幅值和相位可调的参考电压信号，并在此过程中更好地检测电流信号，用以更好地模拟容性设备的电压和电流信号，并在最终通过相关的计算得到等效介质的耗损数量和电容量。在试验的过程中，需要让标准信号测试仪以及带点检测装置一起对发生器输入的信号进行全面地测量，并以标准信号测试仪所出现的测量值作为标准值。在这个过程中能够更好地评估出带点检测装置的准确性恶化重复性，并在这个过程中发挥其抗谐波干扰的作用[1]。整个容性装置测评系统的结构如图1所示。

图2不同电容电流下介质损耗因数测量差异

通过上述的图表可以看出，电容电流对主机的测量结果会有很大的影响，而且在小电容电流和大电容电流测量的过程中确实会产生很大的误差。因为小电流在运作的过程中非常容易受到环境的干扰，而且非常容易在大电流的接近下达到电流传感器测量的极限，最终在测量的过程中产生很大哦误差。另外，如果仪器在供电状态下检测的数据发生很大的跳跃甚至没有办法展开测量的话，那么在实际的工作中还是会产生诸多问题。

因为各个厂家采用的计算方法有很大的差别，所以不同的厂商的仪器性能就会有很大的差别。目前很多厂商都采用谐波的分析方式来对运行中的电压和电流信号来进行分析，并通过这个分析过程来更好地提取信号中的初相角，但是在计算方法、判断条件和其他各个方面，厂商在运作的过程中还是会产生诸多的差异，在这个过程中我们也就可以更好地来对其稳定性和准确性进行比较。

4.2重复性测验

在实际容性设备带点检测的过程中，其重复性的测验也占据着非常重要的地位。在测试的过程中，因为每一次测试的环境、测试的条件、线段连接的状态和操作的方式等都是有所差别的，所以在测试的过程中，仪器能否更加稳定地反映出容性设备的绝缘状态也就显得非常重要了[2]。在重复性测评的过程中，如果假设信号发生器输出介质的损耗数值为0.5%的话，那么在调整的过程中，我们可以通过先对连接线进行调整，之后再重启主机和移动位置等措施，更加充分地读取多组一起的测试值，之后再根据相关计算的方法计算出仪器测量的标准值。

4.3抗谐波干扰测验

所有类型的容性设备在运行的过程中都不可避免地将受到谐波的影响。在运行的过程中，带点的主机是否能够在屏蔽谐波干扰的基础上准确地测量出容性设备因此产生的介质损耗，这是带电检测仪器中非常重要的一项性能。在测评的过程中，先设置标准的信号发生器，

之后再输入电容电流，并在电流信号运行的过程中分别予以施加3次、5次和7次的的谐波干扰电流，之后再在0.5%的介质损耗因数下测试

仪器的抗谐波干扰性能。其测试的过程如图3所示。

与之前的准确性和重复性测评的结论相同，不同厂商的仪器抗谐波干扰的性能还是存在很大的差异的。不管是在10mA还是在20mA的电容电流下，B厂商的抗谐波性能依然是最好的，C厂商的抗谐波性能是最差的。

5.容性设备带点检测装置测评的意义

传统意义上的容性设备绝缘状态的诊断，一直以来都是以预防性试验为主，再以绝缘性诊断为辅的。但是预防性试验的停电时间长，试验的电压低和其有效性非常差，所以在整体操作的过程中充满着一定的盲目性。以往曾经采用过在线的监测系统，但是整个系统的安装过程非常复杂，校验的过程非常困难，维护的量也很大，在维护的过程中将会耗费很多的成本，因此在推广的过程中非常容易受到诸多方面的限制。为了解决这一问题，带电检测技术就在近年受到了非常广泛的推广和应用。带电检测技术同时具备了预防性试验和在线监测等优点，但是各个厂家的产品在质量、性能指标和工艺加工水平上都存在着很多不同的方面[3]。为了能够保证整个容性设备带电的装置能够更加可靠地得以运行，并在最终获得准确的测量结果，我们尤其需要对带电检测设备中的各项检测性能进行有效地评估。而如果能够参照国家电网公司的标准对容性设备进行在线监测的出厂和型式的试验，那么其测评结果的精准性也会更高。

6.结束语

本文对几台带电检测装置在标准信号的发生器、测试仪和带电测试装置组成的测评系统中展开测评，之后再从介质损耗因数测量的准确性、重复性和抗谐波干扰性等三个方面进行研究，我们得出了如下的结果：不同厂商带电检测仪器的性能差异其实是很大的，所得出的介质损耗因数测量的准确性、重复性和抗谐波等结果方面也都保持一致。但总体来说，该测评系统能够通过有效模拟容性设备的参数对带电检测仪器开展测评。在实际情况下，我们一定要对新购入的或者亟待使用的带电检测仪器的性能开展全方位的评价，只有这样才能够确保带电检测装置能够更加准确地得以运用，并为容性设备的现场测试和分析提供全方位的指导。

参考文献

[1]王楠,陈志业,律方成.电容型设备绝缘在线监测与诊断技术综述[J].电网技术，2013（5）：75-79

[2] 王斌,王任,王作松.一种容性设备在线监测装置全系统校验方法研究及校验系统开发[J].电子器件，2014（2）：156-159

[3]彭亚凯,李振东,罗传仙,等.一种容性设备绝缘在线监测系统现场校验装置[J].电工电气，2013（5）：56-62