带电测试技术在电气设备故障诊断中的应用

带电测试技术在电气设备故障诊断中的应用

常勇军

河南中烟工业有限责任公司黄金叶生产制造中心   河南郑州    450000

摘要：电力系统中出现的各种故障，不但会对电网的正常运行造成很大的危害，还会对系统的安全、稳定运行构成极大的威胁。电力系统的故障有两种，一种是绝缘故障，另一种是电弧故障。绝缘失效是指在电力系统中，由于电力系统的破坏而导致的一种看不见、看不见的失效形式，它对电力系统造成了极大的损害，严重时还会引发安全事故。在电力设备的使用中，电弧故障是一种较为普遍的现象，也是一种极易被忽视和不易被发现的故障。通过对有关资料的统计与分析，发现在电网运行中，电器设备的故障常会产生很大的电流冲击与强烈的振动，从而给电网带来很大的危害。从这一点可以看出，电力装备的故障诊断是非常重要的。针对目前电力系统中存在的问题，提出了一种新的电力系统故障诊断方法。

关键词：带电测试技术；电气设备；故障诊断

1电气设备红外热图像预处理

在电力装备的红外热像中，由于受到环境温度、光照、仪器自身特性等多种因素的影响，所得到的数据往往含有较多的噪音，这些噪音会严重地影响到有用的信息。在实际工作中，部分电器设备的真实温度变化非常微小，并且因其与外界的热交换和与外界的热辐射，导致其红外热像对比度非常低，这给后续的故障诊断带来了很大的困难。为了解决这个问题，必须先对电子产品的红外热像进行预处理。

2基于带电测试技术的故障类型排查与诊断

在完成了对电气设备红外热图像的预处理后，以处理后的图像为基础，引进了带电测试技术，以此为基础，进行了电气的具体故障类型的排查。根据故障诊断的要求，选用了各种类型的传感器，并选择了各种能够反应故障状态的特征信号。在此基础上，采用带电测量仪，通过对热像仪进行分析，得出了系统的故障特征。本文对电力装备的故障辨识与诊断进行了研究，并将其特征参量与标准规定的允许值或判别值进行了对比，从而对装备的状况及故障进行了判断。通过对所辨识出的设备情况的判断与分析，能够制定出相应的措施，并制定出维护方案，同时还能够通过数据的变化，来对电气设备的发展趋势做出进一步的预测。特别是，可以根据以下的流程来进行带电试验。而在工程实践中，由于造成局部放电的因素很多，因此，从本质上讲，带电试验就是一个故障诊断的过程。如果没有被探测到，就会导致触电。在开关柜中，一般使用空气压力型超声探伤，当探伤到不正常的超声时，可使用外部压力型超声探伤。对开关柜进行超声探伤，一般采用空气式超声探伤方法，沿着开关柜缝隙进行探伤。先从耳塞中发出的独特的放电声音来确定有没有局部放电，然后到了开关箱附近，再通过听关箱中的放电声音来确定有没有局部放电。当出现了放电声时，就是在超声波探伤过程中出现了不正常的情况，就需要将其保存并记录下来。超声的幅度，相位，形状，飞行脉冲图等都要做细致的分析。另外，对出现最大超声的检测点进行摄像，加上本底值的检测点，与检测点比较。若无放屁的声音，就说明试验结果是正常的。在对部分放射线进行检测时，首先要消除各种干扰。在进行带电试验时，通过对测得的频带宽度、探头的探测方向等参数的分析，对其进行了综合判定。在经过滤波后，如果仍然存在一些不正常的情况，则需要对测量结果作进一步的分析，并对其附近的一些情况进行分析，从而得到一个初步的结论。在抗噪声技术中，高强度的位置检测是非常关键的一环，通过强、弱两种方法，可以对噪声源进行粗略的定位。在去除了由干扰因素引起的不正常信号后，再将其与正常的放电波形进行比对，即可对其进行判定。在电力装备中，利用相对温差的计算结果来进行故障类型的排查，可以减少错误识别的机率。在此基础上，利用该方法，将两个不同的区域进行深度诊断，从而确定出两个不同的区域，从而达到对这两个区域进行精确定位的目的。在诊断方面，对于常见的故障，可以通过检测电子设备的表面热斑，并与环境气象、设备负荷等因素相结合，来进行分析判断；对于由电流引起的电器设备的故障，可以从同相、同组三相以及同类设备对应部位的温度差进行比较来进行故障诊断。

3对比实验

为了对本文提出的基于带电测试技术的诊断方法进行验证，以某220kV变电站为基础，获得了该变电站近期运行的各项数据信息，并将其作为实验依据。在此基础上，将本文所研究的基于带电试验（实验组）、基于模糊神经网络（控制组A）和基于机电特征融合（控制组B）的220kV变电所电力装置的故障诊断方法应用于220kV变电所电力装置的故障诊断。电器设备主要包括了隔离开关、断路器、避雷器、绝缘子、高压开关柜以及其它的导电装置，它们都要对以上6种电器设备的发热故障进行诊断。试验当日为晴天，气温23.5℃、相对湿度51.3%、风速0.5米/秒。在使用这三种方式进行诊断的时候，需要将所有的条件都设定得一样，所需要的仪器设备的辐射率控制在0.8~0.9之间，负载电流为243.25A，诊断距离为4.2m。三种方法都可以获得被检测的电力装置在被检测的范围内的温度值，并通过这些值的异常变化来确定发生故障的部位。6类电器装置的实际温度在不同地区的变化情况见表1。当电气设备周边环境不发生变化时，各电气设备各区域的最高温度应该在10.5~14.5℃之间，如表1所示，被诊断的6种电气设备一共发生了5次温度异常，分别是隔离开关区域1、避雷器区域2、绝缘子区域3、高压开关柜区域1和其他导电设备区域，这5个区域都发生了故障。并将三种不同的诊断方式进行了比较，得到了相应的结论，见表2。

表1 6种电气设备各区域真实温度变化

表2 三种诊断方法诊断结果记录表

由表2可知，仅实验组的诊断结果与实际情况完全相符，其余两个对照组的诊断结果都与实际情况有较大的差别，三种诊断方法的准确率由大到小为：实验组>对照B组>对照A组。综合以上得到的实验结果，本文提出的以带电测试技术为基础的诊断方法，与其他诊断方法比较，具有更高的正确性，可以实现对电气设备故障问题的准确诊断。

结语

对带电测量技术在电气设备故障诊断中的应用进行了研究，它可以实现对电气设备故障的实时监测与实时诊断，并且检测结果可以准确可靠地反映出电气设备的运行状态、故障部位以及故障原因。能够提升工作人员对电气设备进行维修及发现和处理运行过程中故障现象的能力，也能够避免电气设备事故与设备故障导致的人身伤害、设备损毁等现象。因此，研究电网的安全、稳定、可靠的电网建设具有十分重要的意义。通过对电网运行中出现的各种故障进行有效的处置，并通过对电网运行中出现的各种问题进行有效的治理，提高电网运行效率，提高电网运行效率。

参考文献

[1]万旭宏.电气设备故障与可靠性分析[J].集成电路应用，2022，39(10):303-305.

[2]庞志华.电气设备故障诊断的现状与发展[J].中国金属通报，2022(09):77-79.

[3]庞志华.电气设备故障诊断及维护管理探讨[J].中国金属通报，2022(08):141-143.

[4]张传俊，张春芳，程颖.基于改进图像分割算法的电气设备故障状态实时监测[J].九江学院学报(自然科学版)，2021，36(03):26-28+34.

[5]鲁家皓，张捷，唐智.VR技术在船舶辅机电气设备故障诊断中的应用[J].舰船科学技术，2021，43(14):178-180.