电力设备状态检测技术

内部激励频率高达数GHz的电磁
导体
波，特高频（Ultra High
局部放电源
Frequency，UHF）局部放电检 法兰 UHF 内置传感器 绝缘子
测技术就是通过检测这种电磁波
信号实现局部放电检测的目的。
状态检测主要技术手段
特高频局部放电检测优缺点：
检测范围大，检测灵敏度高； 现场抗低频电晕干扰能力较强，但容易受到环境中特高频电磁干 扰的影响； 利于绝缘缺陷类型识别； 可实现局部放电源定位。
母 线
电压互感器
CX
取样
单元
UN
IX
主机
取样 单元
状态检测主要技术手段
相对介质损耗因数及电容量检测优缺点：
由于该方式不需采用PT（CVT）二次侧电压作为基准信号，故 不受到PT角差变化的影响； 操作安全，避免了由于误碰PT二次端子引起的故障； 受环境因素影响较小。
适用范围：主要应用于末屏或末端引出接地的电容型设备。
➢ 带电检测仪器种类较多，其有效性、成
状 态
熟性及可靠性参差不齐；
检
测 技
➢ 带电检测技术应用专业性强，对检测人
术
员专业要求较高；
当
前
难
➢ 故障判断与分析需要较强的专业知识，需
点
要丰富的检测经验，并熟悉试品结构。
状态检测主要技术手段
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：
状态检测主要技术手段
物体 红外辐射
六氟化硫
红外辐射
物体 红外辐射
空气
红外辐射
气体检漏仪
SF6气体红外成像法检漏原理
状态检测主要技术手段
SF6气体红外成像法检漏优缺点：
使正常不可见的SF6气体泄漏在标准视频显示中可视化，大大方 便漏气点查找； 灵敏度高，远距离非接触检测，安全性好； 与激光法相比，成像范围大，无需反射背景，所以适用范围更广， 同时因为无需激光发射器，所以重量也更轻。
状态检测主要技术手段
红外热像检测优点：
远离被检测设备，保证安全； 非接触式测温，保证不影响设备原来的运行状态； 大面积快速扫描检测，节省时间； 测温范围宽，精度高； 检测到位，能准确地发现设备的缺陷。
适用范围：大多数设备缺陷都可以通过发热或热分布改变的特点 反映出来，因此红外热像检测对多数设备缺陷都有较高的灵敏度。
适用范围：主要应用于开关柜、环网柜、电缆分支箱等配电设备 的内部绝缘缺陷检测。
状态检测主要技术手段
6、相对介质损耗因数及电容量检测
相对介质损耗因数及电容量比值带电 检测是选择一台与被试设备并联的其它 电容型设备作为参考设备，测量在其设 备末屏接地线或者末端接地线上的电流 信号，通过两电气设备电流信号的幅值 比和相角差来获取相对介质损耗因数及 电容量的一种带电检测方法。
缺陷警示，或连续运行了较长时间，为进一步评估设备状态进行 的试验。
电气设备状态检（监）测方式
带电检测： 采用便携式检测设备，运行状态下，带电短时间内的
检测方式。
在线监测：在不停电情况下，对电力设备状况进行连续或周期性
的自动监视检测。实时监测、成本高、可靠性与技术成熟性较差。
电气设备状态检（监）测方式
适用范围：超声波既可对接地罐体采用接触式检测，也可在空气 中进行非接触式检测，检测范围涵盖变压器、GIS组合电器、开关 柜、电缆终端、架空输电线路等各个电压等级的各类一次设备。
状态检测主要技术手段
3、特高频局部放电检测
电力设备内发生局部放电时的 电流脉冲（上升沿为ns级）能在
UHF 外置传感器
UHF 内置传感器
• 基于热的检测方法——红外热像检测 • 基于光波的检测方法——紫外放电检测 • 基于化学衍生物的检测方法——DGA、SF6分解物检测法 • 基于声学的检测方法——超声波检测法 • 电气检测方法——特高频法、高频法、地电波法
状态检测主要技术手段
电力设备缺陷主要分为发热型缺陷、放电型缺陷及机械 型缺陷三种：
除此之外还有避雷器阻性电流带电检测、变压器铁心接地电流检测等。
电力设备内部局部放电脉冲激发 的电磁波能在设备金属壳体上产生 一个瞬时的对地电压，这些瞬时的 电压脉冲可在设备外表面安装一个 特制的电容传感器所检测到，从而 判断设备内部绝缘状态。
状态检测主要技术手段
暂态地电压局部放电检测优缺点：
暂态地电压脉冲必须通过设备金属壳体间的间断处由内表面传至 外表面方可被检测到，因此该检测技术不适用于金属外壳完全密封 的电力设备。 对尖端放电、电晕放电和绝缘子内部放电比较敏感，检测效果较 好； 而对沿面放电、绝缘子表面放电不敏感。
状态检测主要技术手段
高频局部放电检测优缺点：
具有便于携带、方便应用、性价比高等优点； 检测灵敏度较高； 抗电磁干扰能力相对较弱。
适用范围：高频法仅适用于具备接地引下线电力设备的局部放电 检测，主要包括电力电缆、变压器铁心及夹件、避雷器、带末屏引 下线的容性设备等。
状态检测主要技术手段
5、暂态地电压局部放电检测
变电设备状态检测技术
目录
1 状态检测技术概述 2 电力设备红外测温技术 3 超声波局部放电检测 4 特高频局部放电检测
本章主要内容
1 状态检测的目的和意义 2 状态检测方式 3 状态检测主要技术手段
状态检测的目的和意义
➢全面推行和深化电网设备状态检修是当前电网快速发展阶段保证电网 设备安全可靠运行最现实、最有效的措施。
状态检测主要技术手段
7、SF6气体红外成像法检漏
SF6气体泄漏红外成像检测是利用SF6气体的红外特性， 当物体发出的红外辐射通过空气与SF6气体组成的混合气体 时，由于SF6气体对红外辐射的吸收能力更强，上方通过六 氟化硫气体的红外辐射与下方通过空气的红外辐射相比，明 显变弱了，泄漏气体出现区域的视频图像将产生对比变化， 从而产生烟雾状阴影。
适用范围：适用于所有SF6设备的漏气点查找。
状态检测主要技术手段
8、紫外检测技术
当设备产生放电时，空气中的氮气电离，产生臭氧和微量的硝酸，同时 辐射出光波、声波，还有紫外线等。 利用特殊仪器接收放电产生的太阳日 盲区（240~280nm）内的紫外信号，经处理成像并与可见光图像叠加， 达到确定电晕位置和强度的目的，这就是紫外成像技术的基本原理。
适用范围：UHF法的适用范围主要取决于该技术方法的检测原 理，即只有电力设备内部局放激发的电磁波能够传播出来并被检测 到，该方法即可用。
状态检测主要技术手段
4、高频局部放电检测
高频局部放电检测是采用高频电流传感器（通常为罗氏线圈）， 对流经电力设备的接地线、中性点接线以及电缆本体中放电脉冲 电流信号进行检测的一种局部放电检测技术。
状态检测主要技术手段
9、其它检测技术
油中溶解气体分析—对充油设备内部故障检测； SF6分解产物检测—对SF6设备内部故障检测； X射线检测—针对于设备内部结构检测，如现场应用的GIS设备吸附剂 罩材质判定、GIS设备断路器合闸电阻部位带电诊断、设备焊缝缺陷、电 缆、金具的检测等； 振荡波检测—对电缆局部放电进行测量及定位；
UV成像 物镜
分光镜
UV图像 增强镜
成像 物镜
CCD 相机
CCD 相机
DSP图像 处理显示
状态检测主要技术手段 紫外检测图
状态检测主要技术手段
紫外检测技术优缺点：
灵敏度、分辨率和抗干扰能力好； 直观的定位放电位置； 只能对外部放电检测，无法检测设备内部放电。
适用范围：绝缘子表面污秽检测、绝缘子局部缺陷检测、电网设 备安装不当、接触不良，导线架线时拖伤、运行过程中外部损伤 （人为砸伤）、断股、散股，导线表面或内部变形等。
➢电网设备状态检测是开展状态检修工作的基础，只有通过持续、规
范的设备跟踪管理，对各种离线、在线监测数据进行综合分析，才能准 确掌握设备实际运行状态，为进一步开展状态检修工作提供依据。
➢积极开展电网设备状态检测新技术、新方法和新手段的研究和应用，
在超前防范设备隐患、降低事故损失、提高工作效率、降低供电 风险等方面都具有重要意义。
电气设备状态检（监）测方式
状态检测
停电例行试验 诊断性试验
带电检测 在线监测ຫໍສະໝຸດ 电气设备状态检（监）测方式
停电例行试验：为获取设备状态量，评估设备状态，及时发现事
故隐患，定期进行的各种停电试验。 当前设备运行状况总体良好，故障率低，传统预防性试验使
多数状态良好设备“陪试”，工作量大、需要停电。
诊断试验：发现设备状态不良，或经受了不良工况，或受家族性
状态检测主要技术手段
2、超声波局部放电检测
电力设备内部产生局部 放电信号的时候，会产生 冲击的振动及声音。超声 波法通过在设备腔体外壁 上安装超声波传感器来测 量局部放电信号。
声学方法
局部放电
测量系统
声场（声波）
压电传感器
状态检测主要技术手段
超声波局部放电检测优缺点：
抗电磁干扰能力强； 便于实现放电定位； 受机械振动干扰较大； 检测范围小。
发热型缺陷——主要包括导电回路接触不良发热、绝缘 整体受潮、老化等发热；
放电型缺陷——内部或外部存在尖端、悬浮、以及绝缘 存在缺陷造成局部放电；
机械型缺陷——弹簧压力不够、压接不良、摩擦、油位 不够等，多数都可通过发热或放电的形式表现出来。
状态检测主要技术手段
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设备运行 状态良好与否进行诊断的技术； 可以通过对设备热像图的分析 来高效诊断设备的运行状态及 其存在的隐患缺陷。