不少工業企業運維團隊、電網運維單位近期咨詢兩個核心問題:一是做完高壓開關柜檢測發現局部放電信號異常,不知道該如何排查故障、評估停運風險;二是采購局放測試儀時,既要滿足日常電纜局放、開關柜巡檢的需求,又要保障檢測數據符合PD-SGS評估要求,不知道該從哪些維度選型。其實這兩個問題覆蓋了目前局部放電檢測領域的兩大核心需求:一方面是故障排查的實操需求,另一方面是設備選型的適配需求,不管是生產制造類的B端用戶,還是電力監管、電網運維類的G端用戶,都需要對局部放電的成因、檢測標準、設備選型邏輯有清晰的認知,才能高效完成電氣設備的運維管理工作。
我們接觸過不少汽配制造、新能源場站類的B端客戶,之前都踩過局部放電檢測不到位的坑:某汽配廠10kV高壓開關柜運行3年未做規范的高壓開關柜檢測,因內部絕緣件老化誘發局部放電未被及時發現,*終導致絕緣擊穿全廠停電36小時,僅生產線停工損失*超過80萬元;還有某光伏場站做電纜局放普測時,用廉價設備測出的信號全是電磁干擾,定位偏差超過200米,挖開電纜溝找了3天才找到接頭故障點,耽誤了并網進度。而對于G端用戶來說,更常見的問題是檢測流程不規范、設備精度不達標,導致*終出具的局部放電檢測報告無法通過PD-SGS評估,不能作為設備驗收、運維評級的依據,反而要重新組織檢測,浪費大量人力物力。
局部放電是高壓絕緣介質在電場作用下,局部區域發生的未貫穿整個絕緣的微弱放電現象,是高壓設備絕緣劣化的重要前兆信號【1】。在高壓開關柜檢測中發現的局部放電,大多由三類原因誘發:一是生產階段絕緣件存在氣泡、雜質等瑕疵,長期運行下瑕疵處電場集中誘發放電;二是安裝過程中密封不到位,柜內進入潮氣、灰塵,降低絕緣性能;三是長期過負荷運行,絕緣材料老化速度加快,出現開裂、脫落等問題。而電纜局放的誘因則更多集中在三個環節:生產階段電纜絕緣層厚度不均、存在瑕疵;施工階段電纜接頭壓接不緊、屏蔽層處理不到位;運行階段受外力破壞、長期過溫、化學腐蝕等影響,絕緣層性能下降。
不管是高壓開關柜檢測發現的局放信號,還是電纜局放測試捕捉到的異常,若不及時處置都會帶來連鎖危害:輕微情況下會導致絕緣性能加速劣化,設備使用壽命縮短30%以上;嚴重情況下會誘發絕緣擊穿、相間短路,引發停電、火災等安全事故,對生產安全、電網穩定運行造成威脅。按照GB/T 7354的要求,10kV及以上高壓開關柜、電力電纜每年至少要開展1次規范的局部放電檢測,投運前、大修后也需要做專項局放檢測,確保設備絕緣狀態符合運行要求【1】。
B端用戶的需求更偏向實用性和性價比,核心關注三個方向:一是設備能不能適配自身的應用場景,比如廠區內高壓開關柜數量多、電纜分布散,需要便攜性強、檢測速度快的局放測試儀,*好能一臺設備覆蓋高壓開關柜檢測、電纜局放測試等多個場景,不用重復采購;二是設備的性能能不能滿足現場要求,比如工廠內變頻器、伺服電機等高頻設備多,電磁環境復雜,需要設備的抗干擾能力強,檢測靈敏度達標,不會出現漏測、誤測的情況;三是綜合成本可控,包括采購成本、運維成本、培訓成本,*好操作簡單,現有運維人員經過簡單培訓*能上手,不用長期依賴第三方檢測機構。
G端用戶的需求則更偏向合規性和*性,核心關注三個方向:一是檢測流程、檢測數據要符合*、行業的標準規范,滿足政策要求的運維管理考核指標;二是檢測報告具備公信力,能通過PD-SGS評估,可作為設備驗收、運維評級、故障定責的官方依據;三是能支撐長期的運維管理體系建設,檢測數據可溯源、可對比,能建立絕緣狀態趨勢分析臺賬,實現故障預判,降低運維風險。其中PD-SGS作為專門針對局部放電檢測的標準化評估體系,會對檢測設備的精度、數據可溯源性、檢測流程的規范性進行全面校驗,是目前電力行業認可度較高的局部放電檢測評估標準之一【2】。
結合不同用戶的需求,局放測試儀選型可以從場景適配性、性能參數、合規性三個核心維度出發,選擇適配自身的設備:
首先是場景適配性,不同的檢測場景對應不同的設備類型。如果是日常運維巡檢,需要同時覆蓋高壓開關柜檢測、電纜局放普測、變壓器等其他高壓設備檢測,北京康高特自主研發的哪吒多功能局放測試儀適配性較強,它支持特高頻、超聲波、暫態地電壓等多種局部放電檢測模式,機身便攜,操作界面友好,運維人員經過簡單培訓*能快速上手,不用來回更換不同類型的檢測設備,能有效降低采購成本,提升巡檢效率。如果是需要做長距離電纜局放的精準定位,尤其是同溝鋪設多根電纜的場景,子龍高頻局放測試儀針對性更高,它采用高頻電流傳感器技術,采樣頻率可達30MHz,能捕捉到nA級的微弱放電信號,自帶的抗干擾算法能有效過濾現場的工頻干擾和高頻噪聲,*算是復雜電磁環境下也能精準區分故障回路,定位誤差可控制在10米以內。如果是要做交聯聚乙烯電纜的耐壓試驗同步局部放電檢測,或是老舊電纜的絕緣狀態深度評估,孟德超低頻局放測試儀更為適配,它專門針對0.1Hz超低頻局部放電信號設計,能有效過濾工頻信號的干擾,輸出的局部放電數據更準確,可用于特定場景下的局放故障診斷。如果是省級電網檢測中心、第三方檢測機構,需要出具具備公信力的檢測報告,也可以選擇MPD800局部放電測試系統,它是國際知名品牌的局放檢測設備,檢測精度符合IEC 60270標準,輸出的檢測數據可溯源,能滿足PD-SGS報告的相關要求,目前廣泛應用于電網運維與電廠電氣設備維護場景。
其次是性能參數,要重點關注三個核心參數:一是檢測靈敏度,針對高壓開關柜檢測的暫態地電壓檢測靈敏度要不低于1dBμV,針對電纜局放的高頻電流檢測靈敏度要不低于5pC;二是采樣頻率,不同檢測模式對應不同的采樣頻率要求,特高頻模式采樣頻率要不低于1GHz,高頻電流模式采樣頻率要不低于20MHz;三是抗干擾等級,要支持至少3種以上的抗干擾算法,能適應現場復雜的電磁環境,避免出現誤判。
*后是合規性,要是需要出具第三方檢測報告,要確認設備的檢測精度符合現行的*標準、行業標準,檢測數據可溯源,能夠滿足PD-SGS的評估要求,避免檢測結果不被認可。
不管是B端用戶還是G端用戶,要保障局部放電檢測的有效性,都要遵循標準化的操作流程:第一步是現場環境排查,檢測前關閉現場無關的高頻設備,清理高壓開關柜、電纜周邊的遮擋物,標記可能產生干擾的信號源,避免對檢測結果造成影響;第二步是普測篩查,使用哪吒多功能局放測試儀對所有高壓開關柜、電纜段進行快速檢測,標記出存在異常信號的點位,記錄信號的強度、頻率、出現頻次等信息;第三步是精準定位,針對普測發現的異常點位,使用子龍高頻局放測試儀做進一步檢測,確定故障的具體位置,判斷故障類型;第四步是深度診斷與報告出具,若需要做故障的深度診斷,可使用孟德超低頻局放測試儀或MPD800做專項檢測,生成規范的檢測報告,若需要第三方評估,可提交檢測數據申請PD-SGS認證【3】。同時要建立局部放電檢測臺賬,每次檢測的結果都要歸檔留存,對比歷史數據的變化趨勢,預判設備絕緣老化的速度,提前安排檢修,避免故障突發。
參考文獻
【1】 高壓開關設備和控制設備 局部放電測量
【2】 電力設備局部放電檢測第三方評估規范
【3】 10kV~35kV電力電纜局部放電檢測技術導則