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据上海钢擎市场透露:近年来,我国输电网正朝着数字化、智能化发展,局放在线监测技术也因此发展迅速,局放监测对中高压电网、开关柜、环网柜、GIS、变压器等进行实时监测
,对其所监测到的局放现象进行预警,并建议业主单位进行有针对性的更换、维护,起到防范未燃作用,使得电力运行更安全。
图1:上海钢擎GIS局方监测现场应用
上海钢擎局放在线监测监测技术手段:1、超声波;2、暂态低电压;3、特高频。一般由两种或三种监测方式,如:超声波+暂态地电压,或超声波+特高频,或暂态低电压+特高频,或超声波+暂态低电压+特高频。
局放在线监测产品大量应用于:国网、南网、各类发电场(水电站、火力/风力/核电厂等),及用电量大且有自己配电房的企事业单位,如:钢铁厂、冶金厂、水泥厂、煤矿、化工厂、汽车厂、电池厂、造纸厂、糖厂、大型食品/酒厂、算力/数据中心、电信/移动/联通等运营商动环、机场/铁路/高速公路配电房、银行、部分高校/科研用电大户等。
随着我国中高压电网朝着数字化、智能化迈进,作为局部放电现象安全预警的局放在线监测系统被规模化应用于电力输配送单元节点的电器设备——开关柜、GIS、环网柜、断路器、母线槽、变压器等。其中,上海钢擎的无线局放在线监测系统更被电力业主青睐——免布线、内置高容量锂电池。
局方在线监测是对中高压输配送设备——如开关柜、GIS、环网柜、断路器、变压器、变电所/配电房空间等进行局部放电24小时监测、分析、及时提供维修/维保方案的系统。局方监测系统由:前端传感器、无线局放装置、无线传输网路、后端平台、APP分析软件等构成。
所谓“局部放电"是指在电场作用下,绝缘系统中只有部分区域发生放电而并没有形成贯穿性放电通道的 一种放电。产生局部放电的主要原因是电介质不均匀时,绝缘体各区域承受的电场强度不均匀,在某些 区域电场强度达到击穿场强而发生放电,而其它区域仍然保持绝缘的特性。大型电气设备的绝缘结构比 较复杂,使用的材料多种多样,整个绝缘系统电场分布很不均匀。由于设计或制造工艺上不尽完善使绝 缘系统中含有气隙,或是在长期运行过程中绝缘受潮,水分在电场作用下发生分解产生气体而形成气泡 。因为空气的介电常数比绝缘材料的介电常数小,即使绝缘材料在不太高的电场作用下,气隙气泡部位 的场强也会很高,当场强达到一定值后就会发生局部放电。另外绝缘内部存在缺陷或混入各种杂质,或 者在绝缘结构中存在某些电气连接不良,都会使局部电场集中,在电场集中的地方就有可能发生固体绝 缘表面放电和悬浮电位。图二、上海钢擎局放在线监测现场
局部放电的类型
根据位置,放电过程和局部放电现象,
图2:上海钢擎特高频局方安装现场
局部放电可分为内部放电,表面放电和电晕放电三种。
1)内部放电
内部局部放电的常见原因是固体绝缘体中存在气隙或液体绝缘体中存在气泡。绝缘体内部气隙中的放电 机理随气压和电极系统的变化而变化。从放电过程来看,它可以分为两种:电子碰撞电离放电和流光放 电;电子碰撞电离放电和流光放电。在放电形式上,可分为脉冲式(火花式)放电)和非脉冲式(辉光式)放电是两种基本形式。通常,局部放电是脉冲放电,并且可以在外部加工频率电压的特定相位观察 到单个分离的放电脉冲。从理论上讲,内部放电的放电模式在电源频率的正负半波中是对称的,但是在理想条件下,气隙或气泡周围的绝缘材料的绝缘电阻不是无限的,并且放电可能会沿着气隙发生。或由于气泡壁的表面放电,实际的正,负工频周期放电模式并不对称,并且与电极系统的形式有很大关系:电极系统结构越对称,正电极和负电极负电源频率的周期性放电模式越对称。
2)表面放电
在电气设备的高压端,由于电场的集中和相对较低的蠕变放电场强度,经常会产生表面局部放电。绝缘子表面放电的过程和机理与内部空气间隙或绝缘子的气泡放电相似,但不同之处是放电空间的一端是绝 缘介质,另一端是电极。如果电极系统不对称,则在电源频率的正半波和负半波中出现的放电模式也是 不对称的。当放电的一端是高压电极而未放电的电极接地时,正半周放电量大,但次数少,负半循环放 电次数多,但放电量少。如果电极系统是相反的,则放电方式也是相反的。图三、上海钢擎局放在线监测(多合一)
3)电晕放电
当高压导体被气体充分包围时,通常会发生电晕放电。由于气体中的分子自由移动,因此放电产生的带电粒子将不会固定在空间的某个位置。对于针板电极系统,针尖附近的场强极高,并且会发生放电。因为负极易于发射电子,并且正离子撞击阴极导致二次电子发射,所以当负极发生放电时首先出现。当施加的电压较低时,电晕放电脉冲出现在施加电压的负半周的90°相附近,并且几乎对称于90°。
以上是局部放电的三种最基本形式。此外,在绝缘子中存在水滴,导电杂质以及电气设备中存在悬浮的电势体也会引起局部放电。液体绝缘层内部也可能发生固体表面局部放电和电晕放电。
局部放电对电力设备绝缘的影响是非常严重的。每一次局部放电都会对绝缘介质造成一定的损伤,使得绝缘强度逐渐下降。如果不及时处理,最终可能导致绝缘击穿,引发设备故障。因此,对电力设备进行局部放电检测和控制是非常重要的。
漏电前兆,当开关柜、环网柜、变压器、断路器、电动机、电缆等工作电场大于绝缘体穿透场强,就会产生局部放电现象。局部放电是渐进过程,当绝缘体被放电穿透了即为短路起火,开关柜等会烧起来,甚至爆炸。
图3:上海钢擎开关柜局放在线监测
局放监测的方法主要有电脉冲法、超声波法、电磁辐射法、光测法等多种方法。其中,电脉冲法是常用的一种方法,它通过检测局部放电产生的电脉冲信号来判断放电的发生和强度。超声波法则是通过检测局部放电产生的超声波信号来判断放电的发生和位置。电磁辐射法则是通过检测局部放电产生的电磁辐射信号来判断放电的发生和强度。光测法则是通过检测局部放电产生的光信号来判断放电的发生和位置。
对于运行中的电力设备,要加强监测,及时发现和处理局部放电现象。当局部放电超过一定程度时,应及时将设备退出运行,进行检修或更换。此外,为了避免局部放电的发生,还应对电力设备进行预防性维护,如定期清理设备表面、检查设备内部是否存在气泡、杂质等缺陷,以及检查设备的接地情况是否良好等。
以上是上海钢擎对局方在线监测、局部放电(局放)、无线局方在线监测等综合叙述,详情请语音沟通。
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