浅谈带电检测技术在城市轨道交通供电系统中的应用

摘 要： 城市轨道交通交通不断的发展，对供电的稳定性、可靠性提出了更高的要求，电力设备带电检测是发现设备潜伏性运行隐患的有效手段，为电力设备安全、稳定运行提供了重要保障。通过对带电检测技术的介绍及实际中应用情况，体现出了带电检测技术的优势及其在轨道交通供电系统中的优越性。

关键词：带电检测 超声波 红外热成像 暂态低电压 高频局部放电 特高频 接地电流

中图分类号：U223.6 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）03-0309-01

引言

隨着城市轨道交通快速发展，城市轨道交通的运营规模不断扩大，而其对供电系统稳定性、可靠性、安全性要求也随之不断提高。当前供电系统的检修模式仍以计划修为主，即按照标准和固定的周期，对规定的设备部位在停电狀态下进行定期检查性试验，虽然其在保证设备正常运行方面起到了积极的作用，但也暴露出“盲目维修、维修不足、不能发现设备潜伏性运行隐患”等问题。而近年来在电力行业大力推广、成熟应用的带电检测、在线监测技术，可准确地反映设备实际运行状态，提前发现设备隐患、降低事故损失、提高工作效率为实现设备状态修提供依据。本文主要探讨带电检测技术的在城市轨道交通供电系统中的应用。

一、带电检测技术简介

电力设备带电检测技术是在电力设备通电运行状态下进行检测的一种高新技术，是发现设备潜伏性运行隐患的有效手段。带电检测一般采用便携式检测设备，利用传感技术和微电子技术对运行中的设备进行实时监测，获取设备运行状态的各种物理量数据，并对其进行分析处理，预测运行状况，根据实时数据得出检测报告，其检测方式为带电短时间内检测，有别于长期连续的在线监测。

目前技术成熟、设备运行稳定、应用较广泛的带电检测技术有局部放电检测技术、电气量检测技术、光学成像检测等几个主要方向：

1.红外热成像技术

准确检测到设备元器件的温度以及温度的变化，通过热成像技术，可直观的看到设备各点的温度值，快速判断设备的整体运行状态。可广泛应用于变压器、套管、互感器、断路器、隔离开关、电容器、避雷器、电力电缆、绝缘子、输电线路等设备的温度准确测量进而判断原件是否存在故障、局部放电等缺陷。

2.暂态低电压检测技术

一种通过设备外表面的电容传感器检测电力设备内部局部放电脉冲激发的电磁波在设备金属外壳上产生的瞬时对地电压脉冲，从而判断电力设备内部绝缘缺陷的技术，广泛应用于开关柜、环网柜、等配电设备的内部绝缘缺陷检测。但由于其必须通过设备技术科体检的间隙处由内表面传至外表面方可被检测到，不适用于技术外壳完全密封的电力设备（GIS、C-GIS）。

3.超声波局部放电检测技术

是指通过对电力设备发生局部放电时产生的超声波信号进行采集、处理和分析从而获得设备运行状态的一种检测技术，目前已经成为电力设备局部放电检测的主要方法之一，特别是在带电检测定位方面，可广泛应用于各类一次设备。

4.高频局部放电检测技术

是利用高频电路传感器检测流经电力设备的接地线、中性点接地线以及电缆本体中放电脉冲电路信号，是用于电力设备局部放电缺陷检测与定位的常用测量方法之一，其检测频率范围通常为3～30MHz，适用于具备接地引下线的电力设备的局部放电检测，主要包括高压电力电缆及其附件、变压器铁芯及夹件、避雷器等。

5.特高频局部放电检测技术

通过检电力设备内发生局部放电时的电流脉冲在内部激励的频率高达数吉赫兹的电磁波信号来实现局部放电检测的。当前外置式带电检测应用较多的包括：GIS、变压器、开关柜等，尤其是在GIS中局部放电检测效果最好，意识国际上对GIS普遍采用的状态检测技术。

6.接地电流检测技术

通过测量接地装置上设备过电压产生的接地电流，直接或间接的反映设备运行状态，目前应用较广泛的的有变压器铁芯及电缆护层的接地电流测试技术。

二、带电检测技术与传统检测技术的比较

1.传统电力检测的不足

1.1在传统的停电检测中，电力设备处于非工作状态，电力设备在运行中才会出现的问题无法检测出来，检测内容不全面，无法起到真正有效地检测目的。

1.2耐压试验试验是传统检测手段之一，是一种破坏性试验，往往会对设备造成损伤，缩短了设备使用寿命。

1.3传统检测手段均需在停电后进行，然而停电需要改变运行方式，还要考虑客户需求，从而导致检修计划无法正常实施，造成供电可靠性及稳定性的降低。

2.带电检测技术的优势

2.1可在设备正常运行的情况下检测，检测周期可以依据设备运行状况灵活安排，便于及时发现设备的隐患。

2.2可检测到电力设备运行状态下潜伏性运行隐患，准确地反映设备实际运行状态，提前发现设备隐患。

2.3可只对有潜在的隐患的元件和部位进行定期定点的检测，大大提高检测提高工作效率。

三、带电检测技术在城市轨道交通供电系统的应用

城市轨道交通供电系统主要由主电所、牵引变电所、降压变电所组成，轨道交通供电有着特殊的运行环境，较高的稳定性及可靠性要求。带电检测技术可以在轨道交通供电中充分的体现出它的优势。

1.变压器的检测

1.1红外热像检测：检测变压器箱体、储油柜、套管、引线接头及电缆终端，红外热像图显示应无异常温升、温差或相对温差。

1.2高频局部放电检测：检测从套管末屏接地线、高压电缆接地线（变压器为电缆出线结构）、铁芯和夹件接地线上取信号。正常时应无典型放电图谱。当怀疑有局部放电时，比较其它检测方法，如油中溶解气体分析、超高频局部放电检测、超声波检测等方法对该设备进行综合分析。

2.避雷器的检测

2.1红外热像检测：用红外热像仪检测避雷器本体及电气连接部位，红外热像图显示应无异常温升、温差或相对温差。

2.2运行中持续电流检测：测量运行电压下的全电流、阻性电流或功率损耗，测量值与初始值比较，不应有明显变化。

3.C-GIS开关柜的检测

3.1特高频局部放电检测：适用于非金属法兰绝缘盆子，带有金属屏蔽的绝缘盆子可利用浇注开口进行检测。

3.2超声波局部放电检测：一般检测频率在20-100kHz 之间的信号，若有数值显示，可根据显示的dB值进行分析。若检测到异常信号可利用超高频检测法、频谱仪和高速示波器等仪器、手段进行综合判断。

4.高压电缆的检测

4.1红外热像检测利用红外成像技术，对电力电缆终端和非直埋式电缆中间接头、交叉互联箱、外护套屏蔽接地点等部位进行检测和诊断。

4.2外护层接地电流对电缆金属护套的环流和接地电流进行测量，对电缆线路接地系统的运行状态进行检测和分析。

4.3电缆终端及中间接头高频局部放电检测检测从电缆终端接地线上（或电缆本体上）取信号，在电缆本体取同步信号。正常时应无典型放电图谱。

四、结语

带电检测技术既可在设备运行状态下客观的检测出电力设备实际的运行状态，又可提前发现设备隐患又在一定程度上避免甚至杜绝了非计划性停电。伴随着城市轨道交通的不断发展，带电检测技术应用将会越来越广泛，对于轨道交通供电系统的发展有着重要的意义。

作者简介：苏霄，女，（1981.10-），汉，河北围场人，本科，工程师，就职大连地铁运营有限公司，研究方向地铁供电。

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