孫大陸 何丹東

【摘要】 本文介紹了射頻局部放電識別技術(shù)在電氣設(shè)備檢測中的應(yīng)用，利用射頻天線接收局部放電信號，非接觸式測量，對設(shè)備運(yùn)行不產(chǎn)生任何影響。并結(jié)合現(xiàn)場案例分析，提出變電設(shè)備維護(hù)分級管理的新模式。

【關(guān)鍵詞】 局部放電 RFID 非接觸 帶電檢測

隨著狀態(tài)檢修技術(shù)的深入開展，運(yùn)維一體化已經(jīng)在各個電力企業(yè)逐步實(shí)行。在新檢修要求下，運(yùn)行檢修人員必須具備帶電檢測能力。RFID（射頻局部放電識別）檢測技術(shù)作為帶電檢測技術(shù)的一種可以滿足此要求。該技術(shù)通過對圖譜數(shù)據(jù)的分析，找到頻域波形的特征性質(zhì)來判斷電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在某變電站巡檢過程中，發(fā)現(xiàn)變壓器放電缺陷，停電解體檢查后發(fā)現(xiàn)預(yù)測的放電位置與檢測結(jié)果完全相符。

一、RFID局部放電檢測技術(shù)

RFID檢測法即射頻識別檢測法，它是根據(jù)設(shè)備中的局部放電會在設(shè)備外殼上產(chǎn)生流動的電磁波，使接地線上或套管處產(chǎn)生高頻放電脈沖電流流過，從而導(dǎo)致外殼對地呈現(xiàn)高頻電壓并向周圍空間傳播。通過無線檢測方式即可接收到這些從設(shè)備內(nèi)部發(fā)出的放電信號，測量的信號頻率可以達(dá)到100MHz-1GHZ以上，大大提高了局部放電的測量頻率寬度，同時檢測設(shè)備不改變電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式， 射頻局部放電檢測如圖1所示。局部放電時間雖短，能量也很小，但具有很大的危害性，它的長期存在對絕緣材料將產(chǎn)生較大的破壞作用，是使鄰近局部放電的絕緣材料，受到放電質(zhì)點(diǎn)的直接轟擊造成局部絕緣的損壞，二是由放電產(chǎn)生的熱、臭氧、氧化氮等活性氣體的化學(xué)作用，使局部絕緣受到腐蝕老化，最終導(dǎo)致熱擊穿。運(yùn)行中的變壓器，內(nèi)部絕緣的老化及破壞，多是從局部放電開始。

研究表明空氣中電暈的放電頻段可達(dá)100MHz， 瓷套管表面臟污產(chǎn)生的沿面放電頻段可達(dá)250MHz，設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生的局部放電頻段可達(dá)1GHz，并且頻率越高衰減越大。因此通過測量200MHz-1GHZ頻率范圍內(nèi)的信號情況可以有助于分析設(shè)備內(nèi)部局部放電狀況，頻率范圍如圖2所示。

二、RFID局部放電巡檢現(xiàn)場應(yīng)用方法

現(xiàn)場開展射頻局部放電巡檢時，應(yīng)在變電站外遠(yuǎn)離設(shè)備區(qū)的地方進(jìn)行頻率掃描，作為頻譜的基線。然后進(jìn)入設(shè)備區(qū)沿檢修通道或母線緩慢行進(jìn)，巡檢路線如圖3所示，對變電設(shè)備進(jìn)行不間斷頻域掃描，并與基線進(jìn)行比較，如圖4所示。如果測試信號線高于基線，尤其在高頻段，就懷疑所測設(shè)備區(qū)存在放電。然后可仔細(xì)比較各處信號的大小，判斷信號來源。并且，可選取某個頻率，進(jìn)行時域信號分析，觀察是否有明顯的放電脈沖，如圖5所示。

三、RFID巡檢在220KV某變電站的應(yīng)用

2014年6月26日、204年8月27日通過對220kV某變110kV2號主變本體取油樣進(jìn)行色譜分析發(fā)現(xiàn)總烴含量超標(biāo)。

2014年9月6日，使用PDS100射頻局部放電巡檢儀對220kV該變電站進(jìn)行帶電巡檢。對110kV 2#主變進(jìn)行測試時，選取一個測試路線從1#點(diǎn)到5#點(diǎn)逐次進(jìn)行測試，1#測點(diǎn)位于變壓器高壓套管下面，2#點(diǎn)位于側(cè)面油枕下方，3#測點(diǎn)位于中壓套管下方，4#測點(diǎn)位于變壓器左側(cè)，5#測點(diǎn)位于低壓套管下方。選擇每次測試記錄最大值，。發(fā)現(xiàn)5#點(diǎn)10kV套管處信號最強(qiáng)，明顯高于基線，存在局部放電，如圖6所示。

在1#，4#點(diǎn)位置測試，譜線與基線基本重合，數(shù)據(jù)無異常。在2#、3#、5#點(diǎn)測試，譜線明顯高于基線，譜線與基線波形有很大差異，其中5#點(diǎn)信號最大。

（紅-基線，黑-1#測點(diǎn)，紫-2#測點(diǎn)，黃-3#測點(diǎn)，藍(lán)-4號測點(diǎn)，綠-5#測點(diǎn)）

進(jìn)入時域模式測量，5#測點(diǎn)的波形如下（選取頻率550MHZ），信號強(qiáng)度為35dbm。如圖9。

3#測點(diǎn)時域放電波形也比較明顯，但信號強(qiáng)度變小，為27 dbm.如圖10所示。

根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，2#測點(diǎn)、3#測點(diǎn)、5#測點(diǎn)位置信號明顯高于基線，波形與基線有差異，時域波形均有局部放電特征， 5#測點(diǎn)即10kV套管處時域波形信號強(qiáng)度最大，2#測點(diǎn)、3#測點(diǎn)處的局部放電信號譜線與5#測點(diǎn)產(chǎn)生的信號譜線波形基本一致，信號強(qiáng)度有所衰減，應(yīng)為5#測點(diǎn)局部放電信號的衰減信號。最后判斷5#測點(diǎn)10kV套管處存在局部放電。

2014年10月12日對該設(shè)備110kV 2號主變進(jìn)行解體發(fā)現(xiàn)10kV套管A相有放電痕跡，管壁表面存在顆粒物。2號主變10kV套管B相、C相管壁表面光滑、無異物。該單位繼而對2號主變進(jìn)行了技改、更換。放電情況見圖12。

四、結(jié)束語

本文對RFID巡檢技術(shù)進(jìn)行了簡單的介紹，分析了220KV某變電站2#變壓器局部放電檢測結(jié)果及解體驗(yàn)證情況。通過實(shí)際應(yīng)用，證明RFID射頻技術(shù)可實(shí)現(xiàn)全站設(shè)備局部放電巡檢測試，測試頻率范圍寬，精度高，重復(fù)性好，并且易于掌握。可以在試驗(yàn)班組和維操對層面進(jìn)行大范圍推廣使用。