电气设备带电检测技术及故障分析

电气设备带电检测技术及故障分析
摘要：作为电气设备绝缘性能重要的评价手段，带电检测技术中的局部放电的
检测与分析是研究机构、设备制造厂商及电力系统运行部门最为关心的问题，对
于电气设备内部故障，很多手段更为灵敏和有效，已成为近年来带电检测技术发
展的重要方向。

关键词：电气设备；带电检测；技术
近年来，国家电网公司高度重视带电检测工作推广应用，部分省电力公司已
建立了较为完备的带电检测管理与技术体系，积累了较多的应用成果，逐步出台
了相关的带电检测管理规定、指导意见，并制定了带电检测技术现场应用导则和
仪器技术规范。

1 输变电设备带电检测技术
1.1输变电设备带电红外线成像检测技术
红外线成像检测技术在输变电设备检测过程中，主要适用于那些因电阻损耗
或者介电损耗而产生的输变电设备局部温度升高的情况。

但是由于红外线本身的
特点，造成该检测技术在输变电设备带电检测过程中，存在一些弊端和局限性。

红外线较差的穿透能力，使得红外线检测技术在应对一些较为复杂的输变电设备
故障时，其有效的检测深度较浅。

对于那些距离表面较深的输变电设备故障，红
外线检测技术不能真实可靠的反映输变电设备的故障情况和运行参数。

1.2输变电设备带电紫外线成像检测技术
紫外线成像检测技术在输变电设备检测过程中，主要适用于电气设备的表面
局部放电和电晕放电，这些通常出现在输变电电气设备的表面部位。

该技术在检
测的过程中，较多的被用于电缆外部损伤检测和绝缘的缺陷检测等。

同红外线成
像检测技术一样，紫外线成像检测技术也存在一定的缺陷和不足。

紫外线成像检
测技术在应用的过程中所释放的紫外线检测光子，常常会受到检测压力、检测温
度以及检测距离等检测影响因素的改变而产生较大的变化。

另一方面，现阶段，
通行的、正规的紫外线检测标准的缺失，使得输变电设备带电紫外线成像检测技
术缺少可以参阅的标准，以至于对该技术测定的结果，缺乏有效的衡量依据。

1.3输变电设备带电超声波检测技术
相对于红外线成像检测技术和紫外线成像检测技术而言，超声波检测技术恰
好有效的解决了上述两种检测技术检测过程中穿透能力差、标准缺失的问题，为
输变电设备带电检测提供了一种高效率的、低成本的检测方法。

超声波检测技术
应用的主要原理为超声波的反射和折射原理，其应用于绝缘介质内部缺陷的检测，具有较高的实效。

该检测技术在输变电设备带电检测过程中的优势主要表现为：
穿透能力较强、检测造价较低、检测效率较高等。

但是从另一方面来讲，无论多
么优秀的检测技术，都难免会在实际应用过程中出现这样或者那样的问题。

超声
波检测技术也不例外，实际检测应用过程中，超神波检测技术的缺陷主要表现为
以下两个方面：第一，超声波检测技术在应用于被检测设备时，首先需要借助耦
合介质将声波传入到被检测设备中去，这是超神波检测技术应用的第一步，同时
也是最为重要的一步；第二，检测结果显示不够直接简化，需要专业人员对其进
行解读，才能判断出被检测设备的状态。

2 输变电设备带电检测技术的未来发展方向
2.1不同类型电压作用下局部放电的检测和分析
随着高压直流输电技术的发展，直流输电工程越来越多地应用于远距离大规
模输电。

近年来，直流电压作用下直流设备的局部放电检测得到了重视，已有许
多学者和机构开展了这方面的研究，主要集中在直流电压下局部放电机理、特性
和检测技术的研究，以及复合电压下电气设备的局部放电特性，研究认为交流电
压主要影响局部放电强度，直流电压则影响局部放电发生的位置和极性。

此外，
冲击电压下局部放电的检测近年来也是研究的热点，但是单一冲击耐压不能发现
所有类型的局部放电缺陷，若结合局部放电带电检测将冲击电压则以往单纯的耐
压试验提升为诊断性试验，能极大地提升现场冲击电压下设备的绝缘评估准确程度。

总之，目前越来越多的研究开始关注直流、冲击等电压作用下电气设备的局
部放电检测与分析，一方面从局部放电角度分析在这些电压作用下电气设备绝缘
系统的局部放电特性，另一方面在耐压试验中开展局部放电检测和分析，从而提
高绝缘诊断的准确程度，这也是局部放电研究领域的一个趋势。

因此未来应进一
步加强在直流电压、复合电压及冲击电压下局部放电的相关研究。

2.2带电检测模式
随着检修模式由计划检修向状态检修模式转变，电力设备检测方式经历了计
划停电检测、带电检测、在线监测。

从技术上看，在线监测是未来设备检测方式
的发展趋势，但由于在线监测近年来监测装备本身出现了不少问题，现在又有从
在线监测回归到以带电检测为主的趋势。

不论是带电检测还是在线监测，两者本
质是相同的，两者都只是手段，发现设备缺陷避免事故是最终的目的。

目前来看，比较经济的方式是以带电检测开展设备状态普测，发现有疑似异常的设备进行短
期移动式在线监测是比较合适的方式，但是对于重要的设备，进行持续的在线监
测仍是不可或缺的重要环节。

目前在线监测争议较大的根本原因是在线监测装置本身的不可靠性。

装置本
身运行不稳定、故障率高、维护工作量大、检测数据不稳定，这些都是影响在线
监测技术进一步应用的重要原因。

除了在线监测装置本身的不可靠性外，另外一
个重要原因是在线监测装置的抗干扰性能不足，现场实际运行中，经常出现误报
警的情况，给运行维护带来很大的工作量。

其实这些问题在带电检测设备上也同
样存在。

目前已有一些单位建立了带电检测装置和在线监测装置入网检测平台，
对入网的设备进行不同方面的检测，来评价设备的质量。

针对检测装备的抗干扰
性能，也有必要建立一个评价体系和相应的平台，用来开展入网的检测设备的抗
干扰性能评估。

目前国网湖南省电力公司正在开展这方面的一些研究，针对现场
检测中常见的干扰源，研制相应的干扰源信号产生和检测平台，建立带电检测设
备抗干扰性能的评价体系及相关标准。

2.3带电检测工作信息化和智能化
目前，带电检测工作业务还存在若干问题，如带电检测数据整合性、系统性
不够，现场工作收集的数据种类多、数量大，当设备带电检测出现问题时，只能
采用从往期测试数据中一一查找比对的方式，分析过程繁琐、低效；此外带电检
测数据多以分散的方式存放在各运行单位，导致深入的大数据分析不够。

带电检
测工作的远程诊断和网络化程度也不够，无法充分实现诊断知识与数据共享，不
能弥补现场工作人员经验的不足，提高故障诊断的准确性。

随着技术的不断发展，移动、云计算、物联网技术在电力行业得到了广泛的
应用。

南方电网公司已对物联网技术在电网企业中的应用进行了初步研究。

未来
带电检测技术应重点往“互联网+智能检测”方向发展，进一步加强与大数据、云计算、物联网、无人机、机器人等先进信息通信技术和智能运检装备的紧密结合，
实现检测终端智能化、数据管理信息化、数据诊断远程化。

2.4基于不停电检测的状态检修体系
随着成熟带电检测技术的推广与应用，带电检测已成为掌握设备状态最主要
的手段之一。

目前，随着电网规模的日益增长与扩大，检修人员的工作量逐年递增，生产承载压力逐渐变大，以国家电网公司为例，即使根据其颁布的《输变电
设备状态检修试验规程》（GDW1168—2013）对状态检修的最长检修周期进行调整：对开展了带电检测的设备，其最长检修周期可为6年；如设备状态良好，则
还可在此基础上延长1年，即最长检修周期可达到7年，仍然不能满足在最长检
修周期内所有电气设备开展停电检修的要求。

国内浙江、江苏、上海等发达地区
已经开始探索再延长或取消停电例试周期，辅以带电检测和在线监测的方式掌握
设备状态的不停电状态检修体系，一定程度上缓解了生产压力。

结语
总之，输变电设备带电检测技术，归根到底仍是一种系统工程，面对不断变
化的电力系统需求，其技术还存在许多需要改进的地方。

参考文献：
〔1〕王少华.输变电设备在线监测及带电检测技术在电网中的应用现状〔J〕.
高压电器，2011，47
〔2〕王音音.变电设备带电检测技术的应用探讨〔J〕.四川职业技术学院学报，2013，23。