適用于中低壓開關(guān)柜的狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)研究與實(shí)踐

盛赟烽++龍璽++蔡益州++袁科鋒

摘 要：開關(guān)柜是維護(hù)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)的好壞直接影響著電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。然而，在實(shí)際運(yùn)行過程中，開關(guān)柜會(huì)因?yàn)榉N種原因而出現(xiàn)一些故障，這些故障如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就會(huì)呈現(xiàn)蔓延之勢(shì)，最終會(huì)帶來巨大的危害。因此，研究開關(guān)柜的狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)，及時(shí)解決開關(guān)柜運(yùn)行過程中存在的問題具有非?，F(xiàn)實(shí)的意義。本文就對(duì)適用于中低壓開關(guān)柜的狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：中低壓開關(guān)柜 局部放電 狀態(tài)檢測(cè)

中圖分類號(hào)：TM591 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）03（c）-0128-01

開關(guān)柜是電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分，其擔(dān)負(fù)著維護(hù)電力系統(tǒng)可靠運(yùn)行的重任。在實(shí)際應(yīng)用過程中，開關(guān)柜會(huì)出現(xiàn)一些較為常見的故障，如機(jī)械故障、絕緣故障及溫升故障等，這些故障對(duì)電力系統(tǒng)的有效運(yùn)行帶來了很大的影響。因此，加大對(duì)開關(guān)柜的檢測(cè)力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并積極解決，能夠有效遏制故障的蔓延，避免造成更大的危害，從而有效維護(hù)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。中低壓開關(guān)柜的狀態(tài)檢測(cè)有很多方式，最為常用的主要是基于暫態(tài)地電壓的開關(guān)柜局放檢測(cè)技術(shù)、基于超聲的開關(guān)柜局部放電檢測(cè)方法及基于超高頻的開關(guān)柜局部放電檢測(cè)方法等，下面就以局部放電檢測(cè)方法為例，對(duì)開關(guān)柜的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析研究。

1 局部放電及暫態(tài)對(duì)地電壓（TEV）

1.1 局部放電和電磁波

高壓系統(tǒng)的組件在運(yùn)行的狀態(tài)下，其絕緣介質(zhì)中存在著一些氣泡或者雜質(zhì)，這會(huì)使系統(tǒng)組件中的局部場強(qiáng)變大，出現(xiàn)局部放電的現(xiàn)象。如果無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)并制止的話，放點(diǎn)就會(huì)快速蔓延、惡化，進(jìn)而造成絕緣的損傷。時(shí)間一久，絕緣就會(huì)喪失介電性能，從而使高壓系統(tǒng)在一個(gè)危險(xiǎn)的狀態(tài)下運(yùn)行，隨時(shí)都有可能發(fā)生事故，情節(jié)嚴(yán)重，后果不堪設(shè)想。另外，機(jī)械損耗也會(huì)引起局部放電，進(jìn)而引起磁場的變化，而此時(shí)磁場也會(huì)相應(yīng)地感應(yīng)出電場。這樣，交變的電場與磁場相互激發(fā)并向外傳播，形成了電磁波。

1.2 暫態(tài)對(duì)地電壓（TEV）

高壓電氣設(shè)備如果出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象時(shí)，放電時(shí)所出現(xiàn)的電量則會(huì)聚集在與放電相鄰的金屬接地部分，故而，聚集形成電流脈沖現(xiàn)象。而聚集形成的電流脈沖則會(huì)沿著一個(gè)方向進(jìn)行傳播。

對(duì)于內(nèi)部放電來說，當(dāng)放電的電量聚集到了接地屏蔽的內(nèi)部表面時(shí)，假如接地屏蔽層處于連續(xù)的狀態(tài)時(shí)，就很難在外部檢測(cè)到內(nèi)部放電所產(chǎn)生的放電信號(hào)與電磁波的傳播情況。與此同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生一個(gè)暫態(tài)電壓，其會(huì)利用金屬箱的外表面?zhèn)鞑サ降拖隆?/p>

2 局部放電檢測(cè)方法的檢測(cè)原理研究

當(dāng)中低壓電氣設(shè)備出現(xiàn)對(duì)接地絕緣部分放電的現(xiàn)象時(shí)，導(dǎo)電系統(tǒng)與接地金屬殼兩者之間就會(huì)產(chǎn)生一些電容性的放電電量。而這個(gè)放電電量所持續(xù)的時(shí)間比較短，僅僅只有幾納秒的時(shí)間，故而，放電量也就有幾兆分之一的庫倫，放電量就非常的小。而在這樣的情況之下，被檢測(cè)的設(shè)備不能看做為一個(gè)整體，而被看作為傳輸線。其主要的特性則是由分布的電感與電容來決定的。

當(dāng)局部放電情況發(fā)生時(shí)，電磁波就會(huì)從放電點(diǎn)出發(fā)，向四周外擴(kuò)散。電磁波產(chǎn)生的電壓越大，電流就越大。通常1000pC的放電可產(chǎn)生對(duì)地1到7伏持續(xù)10納秒的電壓。電壓脈沖會(huì)通過金屬殼的內(nèi)表面進(jìn)行傳播，然后在開口、接頭、蓋板之間的縫隙處傳播出來，進(jìn)而傳導(dǎo)到大地中，此時(shí)，通過利用電容性探測(cè)器就能夠有效探測(cè)到放電脈沖了。

中低壓開關(guān)柜局部放電在線檢測(cè)定位技術(shù)通過利用暫態(tài)對(duì)地電壓原理，來開展相應(yīng)的開關(guān)設(shè)備局部放電狀況監(jiān)測(cè)及定位等工作。通過利用單只電容耦合式探測(cè)器，來開展監(jiān)測(cè)工作，對(duì)放電點(diǎn)發(fā)出的電磁波瞬間脈沖所經(jīng)過的時(shí)間來確定放電活動(dòng)的位置，然后對(duì)電磁脈沖到達(dá)每只探測(cè)器需要花費(fèi)的時(shí)間進(jìn)行比較分析。當(dāng)其中一個(gè)通道首先被觸發(fā)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出指示，這就表明相應(yīng)的探測(cè)器放電點(diǎn)的電氣距離較近。值得一提的是，脈沖的傳播速度非?？?，因此必須要有效分辨出非常微小的時(shí)間差。

3 放電幅值（pC）與系統(tǒng)讀數(shù)（dB）的關(guān)系

通過分析可知，傳統(tǒng)的檢測(cè)方法是通過對(duì)高壓電器設(shè)備中的放電損失電荷進(jìn)行檢測(cè)而完成的，這種方式較為麻煩，在應(yīng)用過程中需要一些準(zhǔn)備措施。而局部放電檢測(cè)技術(shù)采用對(duì)數(shù)單位（dB）來表示放電的強(qiáng)度。不僅如此，局部放電檢測(cè)技術(shù)也有效解決了傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)中只能夠反映出放電時(shí)電壓變化，脈沖實(shí)際經(jīng)過的路徑對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有影響的不足，能夠更加精確地找到放電點(diǎn)的位置，進(jìn)而能夠更有效地解決安全隱患。雖然在應(yīng)用過程中會(huì)存在著一些影響因素，但是局部放電檢測(cè)技術(shù)還是能夠有效檢測(cè)放電點(diǎn)附近的脈沖信號(hào)，進(jìn)而能夠反應(yīng)出放電活動(dòng)的絕對(duì)強(qiáng)度?？梢哉f，局部放電檢測(cè)方法是一種較為實(shí)用的檢測(cè)方法。

4 結(jié)語

通過利用中低壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)技術(shù)，能夠非常有效低檢測(cè)出系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的局部放電活動(dòng)，而不必像傳統(tǒng)的檢測(cè)方法一樣，需要嵌入設(shè)備中，同時(shí)也免去了提供高壓測(cè)試電源的麻煩，且具有非常好的抗干擾能力，是一種非常高效的檢測(cè)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] A.Sabot， J.P.Taillebois. GIS Insulation Co-ordination： on-site tests and Dielectric Diagnostic Techniques， A utility point of view C. IEEE Trans. on Power Delivery，11，（3）.

[2] 劉云鵬，王會(huì)斌，王娟，等.高壓開關(guān)柜局部放電UHF在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[J].高壓電器，2009（1）.endprint