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摘要：随着电力系统的发展和用户负荷的增加，电网安全稳定运行已成为一项重要任务。由于电力系统的数量大、关键部位多、故障多等特点，已成为电力行业最重要的对象之一。因此，开展电容设备的研究具有重要意义。
关键词：电容型设备；带电检测；技术
中途分类号：TM151+.3
1常见的带电检测技术
1.1红外测温技术
红外线是一种波长在微波和可见光之间的电磁波，波长在760nm到1mm之间，也可称为红外辐射。而红外测温技术是利用红外线对温度敏感的物理特点进行测量的技术，可以反映出物体表面辐射的能量分布情况。任何温度高于绝对零度的物体都会发出红外线，且红外线具有反射、折射、散射等特点，使得红外测温技术的实现成为可能。红外测温技术能够在不与被测物体接触的情况下进行测量，能够进行远距离的测量，不必拆解设备，无需取样，检测速度快，灵敏度高等特点，能够及时有效的监测到配电设备的温度情况，并判断是否发生过热，了解设备问题发生的位置和程度，判断出配电设备的早期故障并对设备的绝缘性能进行评判。
1.2暂态地电压检测技术
暂态地电压检测技术是通过利用局部放电时产生的电磁波，经过检测设备传至地面并产生暂态电压脉冲的原理进行检测的技术。产生局部放电故障时，电子由带电设备传至其他位置，并由电流产生电磁波，向两侧进行传播，因为电磁传播的趋肤效应，电磁波先向附近的金属物体表面进行传播，其中的大多数电磁波信号受设备金属外壳隔绝，只有少部分通过金属外壳向设备内部进行传播，当电磁波在设备内部继续进行传播并再次接触到金属表面时，会产生时间极短的电压信号，即暂态地电压。
1.3超声波检测技术
倘若被测设备无局部放电的情况，被测设备周围的电场应力、介质应力、粒子力处于相对平衡。由于局部放电的影响，原有的相对平衡的状态被打破，放电时电荷的迁移，使得正负电荷发生中和，并造成一股电流脉冲，在释放电的区域迅速的温度上升，受热膨胀，其效果与爆炸发生时的区域变化相似。电流通过之后，原来受热膨胀的地区迅速恢复到原有的平衡状态，局部地区因放电造成体积变化，使得介质的紧密情况产生差别，释放电的区域电场应力、介质应力、粒子力失衡发生震荡，产生了频率在20-200KHz的超声波。局部放电发生后产生的超声波以球面的形式向四面八方进行传播，在被测设备的表面衍生出各种形式的波，包括纵波、横波、表面波等，产生的声波其频率范围囊括了全部的声波范围。在实际应用中需要在传感器的测量表面涂抹超声耦合剂，在保证传感器和被测设备之间无明显气泡和空隙，减少超声信号的衰减并提高测试的灵敏度。
2电容型设备带电检测方法
2.1绝对测量法
绝对测量法是指通过串接在被试设备电容低压端接地线上，以及安装在该母线电压互感器二次端子上的信号取样单元，分别获取被试设备电容低压端接地电流信号，和电压互感器二次电压信号，电压信号经过高精度电阻转化为电流信号In，两路电流信号经滤波、放大、采样等数字处理，利用谐波分析法分别分离出其基波分量，并通过计算得出其相位差和幅度比，从而获得被测设备的绝对介损因数以及电容量比值，其原理图如图1（a）所示。图1（b）为绝对测量法的向量示意图，Un为电网运行电压，Ix为被测设备低压端接地电流基波信号幅值，α为电流Ix的相位夹角。通过式（1）、式（2）可以得到被测设备介损因数tanδ和电容量Cx。
相对测量法是指利用与被试设备并联的一台其它电容型设备作为参考设备，通过各自串接在设备电容低压端接地线上的信号取样单元，分别测量参考电流In和被测电流Ix，两路电流信号经滤波、放大、采样等数字处理，利用谐波分析法分别分离出其基波分量，并通过计算得出其相位差和幅度比，从而获得被测设备和参考设备的相对介损差值∆tanδ及电容比值Cx/Cn，原理示意图如图2（a）所示。图2（b）为相对测量法的向量示意图，Un为电网运行电压，In为参考设备低压端接地电流基波信号幅值，Ix为被测设备低压端（或末屏）接地电流基波信号幅值，α为电流In、Ix的相位夹角。通过式（3）、式（4）可以得到介损差值∆tanδ及电容比值Cx/Cn。
3现场检测要求
3.1检测安全要求
装配和拆卸，需要一人操作，一人保管，并在指挥工作下统一指挥检测。采样单元与导线牢固连接，满足导流段的要求，并在测试前仔细检查测量线的传导情况。测试完成后，低压终端（或终端屏幕）恢复到可靠的接地。在使用过程中注意测量线的保护，不拉，造成测量线损坏。
3.2试验要求
测试设备和环境温度应为摄氏度，避免在雨、雪、雾室外检测、大风等恶劣天气，雷电时禁止带电检测。在使用相对测量方法时，应注意相邻区间对测试数据的影响。
3.3检测仪器要求
采样单元应提供必要的保护措施，以防止设备从低压端子（或终端屏幕）打开地面，并能承受过电压的影响。传感器类型抽样单位应满足10A交流电流和10kA电流冲击的耐受性，并具有电磁屏蔽和先进的数字处理技术，完善措施、防潮、耐高温、低温的能力。测试设备应配备电池，并能满足要求的至少4小时的连续工作，体积和重量的测试仪器是合理的，以满足要求，易于处理。
4结论
电容型设备带电检测可以有效发现绝缘受潮、绝缘老化、局部放电等类型缺陷，是目前电容型设备的重要检测手段。现场检测要在满足一定的要求下才能进行，另外由于检测信号微小，易受现场电磁场等多种干扰因素制约，因此带电检测数据的准确性和分散性比停电检测大，故不能简单的通过阈值判断设备状态，应充分比较历史数据和停电检测数据，同时参考其它带电测试结果，如油色谱试验、红外测温以及高频局部放电测试等技术手段进行综合分析，才能对设备的健康状态做出正确判断。
参考文献
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[4]崔生荣,张启安,吴庆.电容型设备绝缘带电检测系统的研制[J].高电压技术,2016,09:28-48.
论文作者:颜芳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/28
标签：设备论文; 电容论文; 电流论文; 信号论文; 测量论文; 电压论文; 测温论文; 《电力设备》2017年第7期论文;