超(chāo)聲波局部放電檢測技術憑借其抗幹擾能力(lì)及定位能力的優勢,在眾多的檢測法中占有非常重(chóng)要的地位。超聲波法最早在上世(shì)紀40年代用於變壓器局部放電檢測,但因為易於受到外界幹擾、靈敏度低等原因一直(zhí)沒有得到大規模的應用。1980年以來隨(suí)著信號處(chù)理技術和微電子技術(shù)的快速發展,以及低噪聲集成元件的應用和壓電(diàn)換能元件效率的提高,超聲波法的抗幹擾能力和靈敏度得到(dào)了較(jiào)大提高,其在工程中的應用才得到重視。挪威電科院(yuàn)的L.E.Lundgaard.從上世紀70年代末開始研究局部放電的超聲檢測法,並於1992年發表了(le)介紹超聲檢測局部放電的基(jī)本理論及其在變壓器、電容器、電纜、戶外絕緣子、空氣(qì)絕緣開關中的應用情(qíng)況的文(wén)章。2005年德國Ekard Grossman和Kurt Feser發表了(le)基(jī)於優化的聲(shēng)發射(shè)技術的油紙絕緣設備的局(jú)部放電在線測試方法,通(tōng)過使用二維傅裏葉變換對信號進行處理,可達10pC的檢測靈敏度。
國內清華大學、西安交通大學、華北電力大學、武漢高壓所等科研機(jī)構自(zì)上(shàng)世紀(jì)90年代開始逐漸開展超聲波(bō)局部放電檢測的研究(jiū)。隨著超聲波局部放電檢測技術研究的逐(zhú)漸深入,其(qí)在全世界範圍內得到了大(dà)量的推(tuī)廣。目前,GIS、變壓器、開關櫃等設備均有成熟的檢(jiǎn)測裝置和儀(yí)器供選擇,各國在超聲波檢(jiǎn)測領域也己積累了大量的檢測經驗與發現缺陷設備的經(jīng)驗。
2000年初,超聲(shēng)波局部(bù)放電檢測技術開始引入國內。2006年起,通過與新加坡新能源電網公司進行同業(yè)對標(biāo),以北京、上海、天津為代表的一批國內(nèi)電(diàn)網(wǎng)公司率先引進超聲(shēng)波局放檢測技術,開展現場檢測應(yīng)用,並成功發現了(le)多起局部放電(diàn)案例,為該技術的推廣應用積累了(le)寶貴經驗(yàn)。在過去的(de)三年內,國內各電網公司均顯著增加了各類超聲波(bō)局部放電檢測裝置儀器的配備數量,國家電網公司僅2011年GIS、開關(guān)櫃及電(diàn)纜超聲波局部放(fàng)電(diàn)檢測裝置配置數量上漲了近20倍,可見超聲波檢(jiǎn)測法在實際應用(yòng)中具有很強的實用性,得到了運行人員的充分肯定。該技術在2008年北京奧運(yùn)會、2010年上海世博會等大型活(huó)動(dòng)保電工作以(yǐ)及特高壓設(shè)備缺陷檢測中均(jun1)發揮了重(chóng)要的(de)作用。2010年,國家電網公司在充分總(zǒng)結(jié)部分省市電(diàn)力公司試點應用經驗的基礎上,結合狀態檢修工作的深入開展,頒布(bù)了《電力設備帶電檢測技術規範(試行)》和《電力設備帶電檢測儀器(qì)配置原則(試行)》,首(shǒu)次在國家電網公司範圍內統一了超聲波局放(fàng)檢(jiǎn)測的(de)判據、周期和儀器配置標(biāo)準,超聲波(bō)局放檢測技術在國(guó)家電網公司範圍全麵推廣。2013年8月(yuè)至2014年2月(yuè)國家電網公司組織開(kāi)展(zhǎn)了超聲波(bō)局放檢測裝置性能檢(jiǎn)測工作,首次對國內市場上數十款超聲波帶電檢測儀器進行了綜合性能的檢測工作,對規範和引導國內儀器開發和製造(zào)技術領域起到了積極推動作用。
經過近二十年的發展,超聲波檢測法己具有以下優點:
(1)抗電磁幹擾能力強。電力設備在(zài)運行過程中存(cún)在著較強的電磁幹擾,而超聲波檢測是非電檢測方法,其檢測頻段可以有效躲開(kāi)電磁幹擾,取得更好的檢測效果。
(2)便於(yú)實現放電定位。確定局部放(fàng)電位置既可以為設備缺陷的診斷(duàn)提供有效的數據參考,也可以減(jiǎn)少檢修時(shí)間。超聲波信號在傳播過程中具有很強(qiáng)的方向性,能量集(jí)中,因此在檢測過程中易於得(dé)到定向而集中的波束,從而方便進行定位。在實際應用(yòng)中,GIS設備常采用(yòng)幅值定位法,它是基於超聲波信號的衰減特性實現(xiàn)的;變(biàn)壓器常采用(yòng)空間定位法,目前市麵上己(jǐ)有比較成熟的定(dìng)位係(xì)統。
(3)適應範圍(wéi)廣泛。其中接觸式超聲波檢測主要用於(yú)檢測如GIS、變(biàn)壓器(qì)等設備外殼表麵的超聲波信號,而非接觸式超聲波檢測可用於檢測開關櫃、配電線路等設備。
與此同時(shí),超聲波(bō)局部(bù)放電檢測技術也(yě)存在一定的(de)不足,如對於內部缺陷不敏感、受機械振(zhèn)動幹(gàn)擾較大、進行放電類型模式識別難度大以及檢測範圍小等。因此,在實際應用中,如GIS、變壓(yā)器等設備的超聲波局部(bù)放電檢測既(jì)可以進行全站普測,也可以與特高頻法、高頻法等其他檢測方式相配合,用於對疑似缺陷的精確定位(wèi);而開(kāi)關櫃類設備由於其體積(jī)較小,利用(yòng)超聲波可對配電所、開閉站等進行快速的巡(xún)檢,具有較(jiào)高的檢測效率。