很多電力運維企業、工業用戶等B端群體,以及電力監管部門、公共園區管理機構等G端群體,近期咨詢*多的兩個問題是:日常開展開關柜巡檢、GIS設備局部放電檢測,應該優先配置手持式局放測試儀還是部署在線監測系統?兩類工具搭配使用時,如何同時滿足成本控制與監管合規要求?
局部放電是電力設備絕緣劣化的早期表征信號,超過60%的高壓設備絕緣故障都與長期局部放電侵蝕直接相關【1】,因此無論是日常開關柜巡檢還是GIS設備運維,局部放電檢測都是核心的必做項。目前主流的局部放電檢測工具主要分為手持式局放測試儀與在線監測系統兩類,二者的定位、適用場景、成本結構存在明顯差異,適配不同的運維需求。局部放電的信號強度與絕緣缺陷的嚴重程度直接相關,檢測的準確率直接影響運維決策的準確性,選擇適配的檢測工具是保障電力設備可靠運行的基礎。
在線監測系統屬于固定部署的常態化監測工具,通常需要在GIS設備的氣室間隔、開關柜的母線室/斷路器室等關鍵點位安裝傳感器,通過有線或無線網絡將實時采集的局部放電數據傳輸到運維后臺,實現24小時不間斷的絕緣狀態監控。這類工具的核心價值是無需人工到場即可掌握核心設備的運行狀態,適合故障影響范圍大、運維優先級高的核心資產。在線監測系統的預*閾值可以根據不同設備的運行工況靈活調整,其歷史數據可以為設備的全生命周期管理提供數據支撐。
手持式局放測試儀屬于機動化的檢測工具,由運維人員攜帶到現場,對GIS設備、開關柜進行逐臺的局部放電信號采集,無需提前安裝設備,部署靈活度高,單次檢測的邊際成本極低,適合非核心資產的定期巡檢、臨時故障排查,以及在線監測系統異常信號的現場復核。對于日常需要頻繁開展開關柜巡檢的用戶,手持式局放測試儀的使用成本遠低于委托第三方檢測的成本,在GIS設備的現場檢測中,手持式局放測試儀可以靈活調整檢測位置,快速定位局部放電的具體氣室。
不同的運維場景對檢測工具的需求存在明顯差異,用戶可以根據自身的資產屬性、巡檢頻次要求選擇適配的工具。開關柜巡檢的核心內容*是局部放電檢測和溫度檢測,開關柜巡檢的頻次要求與設備的運行負載直接相關,多數非核心站點的巡檢頻次為每季度1次,這類場景如果全站點部署在線監測系統,投入性價比明顯不足。GIS設備的密封結構決定了一旦出現絕緣缺陷,檢修成本極高,定期的局部放電檢測可以有效降低故障發生率,GIS設備的局部放電信號通常通過特高頻傳感器采集,適配手持式和固定式兩類檢測設備。
對于中小工業企業配電站、社區商業配電站、縣級供電所下轄的小型變電站等場景,這類站點的資產量級較小,故障影響范圍有限,通常要求每季度開展1次開關柜巡檢,每半年開展1次GIS設備局部放電檢測【2】,如果全站點部署在線監測系統,單間隔的部署成本通常在數萬元,整體投入較高,性價比不足。這類場景優先選擇手持式局放測試儀即可滿足運維需求,目前市面上的多款成熟產品可以覆蓋不同的檢測需求:康高特代理的BAUR PD-SGS手持式局放檢測儀輕便易攜,重量僅1.2kg,單手持握即可完成操作,適合開關柜臨時檢測和GIS設備巡檢,單站15臺開關柜的巡檢時長不超過30分鐘,無需停電即可完成檢測;Megger PD SCAN、ASM-P適用于變電站便攜式局放巡檢,內置的特高頻、超聲波雙頻段檢測模塊,對戶外GIS設備的局部放電信號識別準確率較高,可適應戶外復雜電磁環境的檢測需求;EA UltraTEV Plus、SONEL Test PD則適用于配電柜帶電局放測試,對低壓配電柜的暫態地電壓信號檢測靈敏度較高,可精準識別低壓柜的早期絕緣缺陷。我們服務過的某汽車零部件制造企業,之前每季度委托第三方機構開展開關柜巡檢,單次服務費用約6000元,后來采購了一臺BAUR PD-SGS手持式局放檢測儀,由自有運維人員完成檢測,僅7個月*收回了采購成本,檢測的靈活性也明顯提升。
對于市域主干電網的核心GIS設備、省級樞紐變電站、核心商圈的110kV及以上配電站等場景,這類站點的故障影響范圍極大,一旦發生GIS設備絕緣擊穿故障,可能導致數十萬用戶停電,造成的經濟損失可達數千萬元,這類場景*適合部署在線監測系統。在線監測系統可對GIS設備的局部放電信號進行實時采集,當信號超過預設閾值時自動向運維人員發送預*信息,便于運維團隊提前處置缺陷,避免故障發生。同時這類核心站點也需要配置手持式局放測試儀,當在線監測系統發出預*信號后,運維人員第一時間攜帶設備到現場復核,精準定位缺陷位置,制定處置方案。某地市供電公司在轄區內3座220kV變電站的GIS設備上部署了在線監測系統,同時配置了3臺Megger PD SCAN作為現場復核工具,上線18個月以來,累計預*局部放電異常信號7次,經手持式局放測試儀現場復核確認缺陷2起,及時處置后避免了2次大面積停電事故。
針對G端用戶關心的標準規范、檢測資質、運維管理要求,目前電力行業已經出臺了明確的局部放電檢測相關規范,要求110kV及以上GIS設備每年至少開展1次帶電局部放電檢測,35kV及以下開關柜每季度至少開展1次開關柜巡檢【3】,檢測記錄需要留存至少3年備查。
從合規角度來看,手持式局放測試儀與在線監測系統的檢測數據均可作為合規記錄的組成部分,只要設備具備相應的行業檢測認證,檢測流程符合規范要求,出具的檢測報告*可作為運維合規的有效憑證。目前前文提到的BAUR PD-SGS、Megger PD SCAN、EA UltraTEV Plus等產品,均通過了電力行業相關的檢測認證,檢測數據可直接導出為規范格式的報告,無需二次整理即可留存歸檔。
我們建議不同用戶根據自身的監管要求制定搭配方案:如果是承擔公共服務職能的G端用戶,比如城市軌道交通配電網、政務中心配電站等,可采用“核心設備部署在線監測系統+非核心設備用手持式局放測試儀巡檢”的方案,既滿足實時監控的要求,又能控制整體投入;如果是一般工業企業等B端用戶,僅配置手持式局放測試儀即可滿足日常的合規巡檢要求,待后續資產規模擴大后再考慮部署在線監測系統。
很多B端用戶在選型時不知道重點關注哪些參數,我們結合多年的行業服務經驗,整理了兩類工具的核心參考指標。
選購手持式局放測試儀時,首先要關注檢測頻段覆蓋范圍,主流的局部放電檢測方法包括特高頻法、超聲波法、暫態地電壓法,建議選擇同時覆蓋三種檢測頻段的設備,可適配GIS設備、開關柜、低壓配電柜等不同類型的設備檢測需求;其次要關注設備的重量和續航,日常開關柜巡檢通常需要運維人員走多個站點,重量過大的設備長時間攜帶會明顯提升工作強度,續航能力至少要滿足8小時的戶外工作需求;*后要關注數據導出的便捷性,是否可以直接導出符合行業規范的檢測報告,減少后續的臺賬整理工作量。
選購在線監測系統時,首先要關注抗電磁干擾能力,變電站現場的電磁環境復雜,抗干擾能力不足的設備很容易出現誤預*的情況;其次要關注數據傳輸的穩定性,避免出現數據丟失、延遲的問題;*后要關注系統的兼容性,是否可以對接用戶現有的運維管理平臺,減少額外的開發成本。
總的來說,手持式局放測試儀與在線監測系統并沒有*的優劣之分,二者分別適配不同的應用場景,用戶可以根據自身的資產等級、巡檢頻次要求、預算規模、合規要求選擇適配的產品,有條件的用戶采用兩類工具搭配使用的方案,可以形成“實時監控+機動復核”的完整局部放電檢測體系,*大限度提升電力設備的運維可靠性。
參考文獻
【1】 GB/T 7354-2018 局部放電測量
【2】 DL/T 1416-2015 超聲波法局部放電測試儀通用技術條件
【3】 DL/T 1982-2019 變電設備在線監測系統運行維護規范