不少工业企业电力运维人员、配电设备验收人员*接触局部放电检测技术时,*先问的两个问题*是暂态地电压(TEV)检测可覆盖哪些柜式设备,以及开关柜检测结果的判定有没有统一的行业标准。作为当下主流的非接触式局放检测手段,暂态地电压检测凭借带电检测、操作便捷的优势,已经成为各类柜式设备状态管控的核心技术之一。
暂态地电压简称TEV,其产生原理是柜式设备内部发生局部放电时,放电过程辐射的高频电磁波会穿过柜体的绝缘缝隙、拼接缝等位置,在金属壳体与大地之间的分布电容上形成瞬态的电压脉冲,通过外置的电容耦合探头即可捕捉到这一信号,实现非停电状态下的局部放电检测【1】。
目前暂态地电压检测适用的柜式设备覆盖了大部分常用配电设备,包括10kV、35kV等级的高压开关柜、环网柜、充气柜,以及低压端的固定式开关柜、无功补偿柜、馈线柜等,只要设备为金属封闭式结构、存在可供电磁波溢出的缝隙,都可以采用TEV法开展局部放电检测。针对全密封无外露缝隙的特殊柜式设备,可结合特高频、超声波检测方法做补充验证。
相较于传统的停电耐压试验、解体检查等手段,TEV局部放电检测不需要断开设备运行电源,检测单台开关柜的操作时间可控制在5分钟以内,大幅降低了检测对正常生产供电的影响,适合批量配电设备的日常巡检、投运前验收等场景。
针对暂态地电压检测的应用,国内已经出台了多项行业标准与规范,供B端企业和G端监管、验收部门参考。电力行业标准DL/T 1416-2015明确规定了TEV局部放电检测的操作流程、仪器参数要求、结果判定阈值等核心内容,是目前开关柜检测领域通用的技术依据【1】。此外,GB/T 7354-2018对局部放电检测的通用技术要求做了规范,适用于所有类型柜式设备的局放检测场景【2】。
对于G端监管、验收部门以及需要出具第三方检测报告的B端企业来说,开展TEV局部放电检测的机构与人员需要满足对应的资质要求。检测人员需要持有电力监管部门颁发的带电作业类特种作业操作证,熟悉开关柜的结构原理与检测风险点;第三方检测机构需要具备CMA或CNAS资质认定,且资质范围覆盖电力设备局部放电检测类目,出具的检测报告才具备法律效力,可作为设备验收、运维台账更新的正式依据【4】。
在运维管理要求方面,*电网、南方电网发布的输变电设备状态检修规程明确将TEV检测纳入开关柜的例行巡检项目,要求根据设备运行年限、负荷等级设置差异化的检测频次,部分地方住建部门也将TEV局部放电检测作为新建建筑配电房验收的必选项目之一【3】。
企业运维人员采购TEV检测设备或采购检测服务时,可重点关注几个核心性能参数:一是检测频段,合格的TEV检测设备频段覆盖范围应在3MHz~100MHz之间,可有效过滤工频、低频谐波等常规干扰;二是测量量程,常规开关柜局部放电检测需要量程不低于0dBμV~60dBμV,分辨率不低于1dBμV;三是抗干扰能力,优先选择带时域滤波、信号特征识别功能的设备,可降低现场干扰对检测结果的影响。
现场开展开关柜TEV局部放电检测时,需遵循规范的操作流程,避免人为操作导致结果偏差。检测前需清理开关柜柜体表面的灰尘、油污,避免杂物影响探头耦合效率;检测点应优先选择在柜体的前、后、侧三个面的中上部,避开通风口、母线拼接缝、二次电缆引出孔等容易产生干扰的位置,每个检测点探头停留时间不少于3秒,记录稳定后的数值;若同一开关柜不同检测点的数值差异超过10dBμV,需在数值偏高的区域增加检测点,确定局放信号的大致位置。
现场检测过程中遇到干扰是较为常见的问题,常见的干扰源包括周边通信基站的射频信号、同配电房内的变频器运行信号、开关柜壳体的振动信号等。针对射频类干扰,可采用带屏蔽层的耦合探头,或暂时关闭周边无关的无线通信设备;针对电力电子设备产生的同频段干扰,可采用时域开窗技术,排除固定相位的干扰信号,提取真实的局部放电信号。我们曾在某汽车制造企业的配电房检测中遇到过开关柜TEV检测数值普遍超过40dBμV的情况,*终排查发现是配电房隔壁的焊接车间高频焊机产生的干扰,调整检测时间避开焊机运行高峰后,检测数值恢复到正常区间。
对于企业用户来说,合理应用TEV局部放电检测可有效降低柜式设备的运维成本,提升供电可靠性。企业可根据开关柜的运行年限、负荷等级制定差异化的检测策略:投运年限在5年以内、负荷率低于70%的普通柜式设备,可每6个月开展一次TEV检测;投运年限在5~15年之间、负荷率稳定在70%~90%的设备,每3个月开展一次检测;投运年限超过15年、长期满负荷运行的设备,每2个月开展一次检测,同时结合超声波、特高频检测方法做交叉验证。
检测结果的判定可参考行业标准阈值,暂态地电压检测数值低于20dBμV时,可判定设备状态正常,按正常频次开展巡检即可;数值在20dBμV~30dBμV之间时,属于注意区间,需要缩短检测周期到1个月一次,跟踪数值变化趋势;数值超过30dBμV时,属于异常区间,需要立即结合其他检测方法做综合诊断,确认存在局部放电缺陷的,需尽快安排停电检修,避免缺陷扩大导致绝缘击穿、设备烧毁等事故。
对于运维规模较大的企业,可将每次TEV局部放电检测的数据录入设备状态管理平台,建立单台开关柜的局放数值变化曲线,通过大数据分析预测设备的劣化趋势,提前安排检修计划,避免临时停电对生产造成影响。据国内某大型化工企业的运维数据统计,引入TEV检测技术后,其配电房开关柜的非计划停电时间下降了62%,年运维成本降低了35%左右。
【1】DL/T 1416-2015 超声波法和暂态地电压法局部放电检测技术导则
【2】GB/T 7354-2018 高电压试验技术 局部放电测量
【3】DL/T 1687-2016 输变电设备状态检修试验规程
【4】检测和校准实验室能力认可准则在电力检测领域的应用说明