不少電網(wǎng)運維企業(yè)、電力監(jiān)管機構(gòu)近期都提出了相似的疑問:迎峰度夏期間電力設備負荷持續(xù)走高,絕緣劣化風險較平日提升近一倍,傳統(tǒng)停電預防性試驗不僅影響供電連續(xù)性,還難以捕捉動態(tài)運行中的絕緣隱患,如何通過高效檢測手段完成精準的電力設備絕緣老化評估,同時滿足狀態(tài)檢修的合規(guī)要求?這一問題的核心答案,*在于局放檢測技術的合理應用,其覆蓋全場景的檢測價值已經(jīng)得到了行業(yè)內(nèi)的普遍認可。2022年某南方城市變電站*曾因電纜終端絕緣劣化未被及時發(fā)現(xiàn),在迎峰度夏期間發(fā)生擊穿故障,導致周邊3個商圈停電近4小時,直接經(jīng)濟損失超千萬元,這類事故如果提前通過局放檢測技術開展電力設備絕緣老化評估,完全可以避免。
電力設備的絕緣故障不是突發(fā)的,而是絕緣劣化逐步演化的結(jié)果:設備長期處于電、熱、機械、環(huán)境多應力耦合作用下,絕緣材料會逐步出現(xiàn)降解、開裂、氣隙等缺陷,這些缺陷會在電場作用下產(chǎn)生局部放電,而局部放電又會進一步加劇絕緣劣化的速度,形成惡性循環(huán),*終導致絕緣擊穿,引發(fā)停電事故【1】。電力設備絕緣老化評估*是通過對絕緣狀態(tài)相關參數(shù)的持續(xù)監(jiān)測、分析,判斷設備當前的絕緣劣化程度,預測剩余使用壽命,為運維決策提供依據(jù)。
以往的電力設備絕緣老化評估主要依賴停電后的介損測試、絕緣電阻測試、油色譜分析等手段,這些方法雖然成熟,但需要設備退出運行,不僅會產(chǎn)生停電損失,還無法反映設備帶負荷運行時的真實絕緣狀態(tài),很容易出現(xiàn)檢修空白期的絕緣故障。而絕緣劣化的早期階段通常沒有明顯的外部特征,只有通過高靈敏度的帶電檢測手段才能有效捕捉,這也是當前電力設備絕緣老化評估工作中*大的痛點之一。
局放檢測技術的原理,是通過捕捉絕緣劣化過程中產(chǎn)生的電信號、聲信號、光信號、特高頻信號等,實現(xiàn)帶電狀態(tài)下的局部放電檢測,不需要設備停電,*能實時獲取絕緣缺陷的位置、嚴重程度等信息,為電力設備絕緣老化評估提供關鍵的動態(tài)數(shù)據(jù)支撐。目前常用的局放檢測技術包括特高頻檢測、超聲波檢測、暫態(tài)地電壓檢測等,不同技術適用于不同的設備場景:特高頻局放檢測技術適用于GIS設備、高壓開關柜的內(nèi)部缺陷檢測,檢測靈敏度可達pC級,抗現(xiàn)場電磁干擾能力較強;超聲波局放檢測技術適用于變壓器、電抗器的內(nèi)部放電定位,也可用于電纜終端的表面放電檢測【2】。
對于B端用戶關心的性能參數(shù)與成本問題,當前成熟的局放檢測設備檢測帶寬覆蓋3kHz~3GHz,可滿足10kV~1000kV全電壓等級電力設備的檢測需求,單次帶電檢測的成本僅為傳統(tǒng)停電試驗的60%左右,還可避免每臺設備單次停電數(shù)小時造成的售電損失,對于負荷密度較高的城市核心區(qū)變電站,單次檢測可減少的直接經(jīng)濟損失可達數(shù)萬元。局放檢測技術的應用不需要復雜的現(xiàn)場布置,單人即可完成常規(guī)檢測,大幅提升了電力設備絕緣老化評估的效率。
狀態(tài)檢修是替代傳統(tǒng)計劃檢修的新型運維模式,核心是“應修必修,修必修好”,避免過度檢修造成的成本浪費,也避免檢修不足導致的故障風險。電力設備絕緣老化評估是狀態(tài)檢修的核心輸入,只有精準掌握設備的絕緣劣化程度,才能制定合理的檢修計劃。局放檢測技術可以實現(xiàn)帶電、常態(tài)化的絕緣狀態(tài)采集,運維單位可以按照季度、半年度的頻次開展普測,對于存在異常的設備增加檢測頻次,搭建絕緣劣化趨勢曲線,當缺陷達到預警閾值時,再安排停電檢修,既不會影響正常供電,也能將隱患消除在萌芽階段。
狀態(tài)檢修體系的成熟度,直接取決于電力設備絕緣老化評估的準確性,而局放檢測技術的廣泛應用,是提升狀態(tài)檢修落地效果的核心支撐。據(jù)某省級電網(wǎng)2023年的統(tǒng)計數(shù)據(jù),推廣局放檢測技術支撐狀態(tài)檢修之后,轄區(qū)內(nèi)110kV及以上主設備的非計劃停運率下降了31%,運維成本降低了27%,檢測價值得到了充分驗證【3】。不少運維單位在應用局放檢測技術1-2年后,都充分認可了其在降低故障風險、控制運維成本方面的檢測價值,逐步將局放檢測納入常規(guī)的電力設備絕緣老化評估流程。
對于B端企業(yè)用戶而言,局放檢測技術的檢測價值主要體現(xiàn)在三個層面:首先是提升供電可靠性,減少非計劃停電造成的用戶投訴與售電損失,對于承擔保供電任務的單位,局放檢測技術可以在保供電前開展全覆蓋的電力設備絕緣老化評估,排查潛在的絕緣劣化隱患;其次是優(yōu)化運維成本,將有限的運維資源投入到確實存在隱患的設備上,避免不必要的停電試驗和過度檢修;第三是延長設備使用壽命,通過早期絕緣劣化的預警,及時采取消缺措施,避免絕緣缺陷進一步發(fā)展,可有效延長設備的服役周期5-10年,降低固定資產(chǎn)更新成本。
對于G端政府及監(jiān)管機構(gòu)用戶而言,局放檢測技術的檢測價值同樣突出:首先是符合現(xiàn)行的電力安全監(jiān)管要求,《電力設備狀態(tài)檢修管理辦法》中已經(jīng)明確將局放檢測作為電力設備絕緣老化評估的重要手段,檢測報告可作為監(jiān)管部門核查企業(yè)安全運維落實情況的合規(guī)依據(jù);其次是助力完善標準體系,局放檢測的相關數(shù)據(jù)可以為電力設備絕緣劣化的分級標準、狀態(tài)檢修的決策閾值制定提供數(shù)據(jù)支撐,推動行業(yè)運維標準的統(tǒng)一;第三是提升公共服務質(zhì)量,更高的供電可靠性可以降低全社會的用電成本,支撐經(jīng)濟社會的穩(wěn)定運行【4】。需要注意的是,G端用戶通常要求檢測機構(gòu)具備相應的CMA或CNAS資質(zhì),檢測流程符合GB/T 7354等相關標準的要求,檢測報告具備法律效力,可作為安全事故溯源的依據(jù)。
對于想要引入局放檢測技術的單位,建議先從核心區(qū)域的高電壓等級設備開始試點,積累本區(qū)域的電力設備絕緣老化評估數(shù)據(jù),逐步搭建符合自身運維需求的局放檢測數(shù)據(jù)庫,明確不同設備的絕緣劣化預警閾值,再逐步推廣到全電壓等級、全場景的設備,*大化發(fā)揮局放檢測技術的檢測價值,支撐狀態(tài)檢修體系的完善【5】。在開展電力設備絕緣老化評估的過程中,要注意將局放檢測數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)試驗數(shù)據(jù)相結(jié)合,進一步提升電力設備絕緣老化評估的準確性,為設備全生命周期管理提供更可靠的依據(jù)。