变电设备状态维护要点

变电设备状态维护—局部放电紫外检测技术

（以色列OFIL 公司、欧美大地科技有限公司）

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。

一、变电设备维护检测方式：

变电设备是由机械、电气、化学等系统组合而成，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（Partial 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/ Selector Condition）；

6, 箱体状态（Tank Condition）；

7, 油中含水量分析（Water Content Analysis）；

8, 紫外线电晕检测（Ultraviolet 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 Maintenance, 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（Information Integration）

3，决策与行动（Decision Making & Action）

四、部分放电检测

变电设备的绝缘体存在微小洞隙、劣痕或其它弱点时，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（International 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（National Electrical Manufactures Association, NEMA）的标准，测试无线电干扰电压（radio influence voltage, RIV）,而以μV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。

五、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，效果显着。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240~280nm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（Ultraviolet, UV）通道用于侦测电晕。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。

六、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、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）；