局放電檢測在開關柜中的應用研究

前言

10KV、35KV的開關柜是當前變電站中主要的應用設備，這些設備在設計、生產、安裝、運行的過程中，常常會無法預測的發生一些問題，這些潛藏著的問題則往往會在設備的運行過程中發生無法預測的變化，進而導致事故的發生。如絕緣薄弱，制造工藝不到位，接觸不良等，都會導致開關柜在運行的過程中發生放電現象。而目前，我國供電行業就開關柜的檢測有很多，但是常用的局部放電檢測方法主要還是以ERA、UHF、TEV等技術為主，這些技術就其單獨的應用來講，都存在不可避免的缺陷，如ERA檢測法，雖然應用技術是最成熟的，但是其卻有著抗干擾能力極差的缺點。而UHF檢測法，雖然可以實現帶電檢測這一優點，且抗干擾的能力極強，靈活性、操作性簡單等特點，同時可以快速的實現放電源的定位，但其缺點也很明顯，就是無法實現局部放電的量化。TEV檢測法有著其他技術所不具備的操作簡單、靈敏度高等優點，能夠有效的反應設備內的絕緣狀態，但是在精確定位方面卻有所不足。不管是哪種檢測方式，都有其一定的局限性，無法做到精確、全面、真實的反映出設備內的工況。本文在結合實際案例的基礎上，通過常規的現場停電、逐級檢測及現場預防性實驗的方式，驗證TEV與UHF及超聲波法相結合的快速檢測定位儀器的實用性。

1 前人的研究

當前我國的眾多研究人員都在致力于研究更加快速、精確、量化的開關柜局放電檢測技術，研究成果囊括了單個技術的研究以及多個技術協同檢測的研究，其中，有關于TEV與超聲波法相結合的快速檢測定位技術是人們研究的重點，如顧云霞、孫海文、金虎就發表了《TEV與超聲波在開關柜局放電檢測中的應用》一文，該文提出了將TEV與超聲波相結合的定位檢測技術，并通過實驗說明了該技術的實用性。如王流火 呂鴻 王增彬 李興旺 吳吉 龐小峰，發表的《開關柜局部放電檢測定位技術的應用研究》，側重說明了將TEV與UHF相結合的定位檢測技術的實用性。

本文在結合他人研究的基礎上，通過采用該理論研制出來的局部放電定位儀PD Locator（PDL1）及多功能手持式局部放電檢測儀UltraTEV Plus+?（UTP-1）對開關柜室進行現場的檢測，并結合傳統的現場停電、逐級檢測及現場預防性實驗進行驗證，以此說明TEV與UHF及超聲波法相結合的快速檢測定位儀器的實用性、精確性。

2 檢測設備介紹

（1）多功能手持式局部放電檢測儀UltraTEV Plus+?（UTP-1）采用的是超聲波與TEV相結合的檢測儀器，能夠快速發現放電現象以及放電的嚴重性，并能夠實現數據的量化。

（2）局部放電定位儀PD Locator（PDL1）則是目前最為廣泛應用于開關柜的檢測儀器，能夠快速鎖定放電電源所在位置。其通過TEV技術以及UHF技術，實現了放點電源位置的快速定位。具備有精度高、定位快速、準確的特點。

3 實際案例分析

2014年，某單位通過采用局部放電定位儀PD Locator（PDL1）及多功能手持式局部放電檢測儀UltraTEV Plus+?（UTP-1）對某供電所的變電站進行日常的維護檢測。檢測設備是從變電站門口開始，檢測設備在變電站的門口檢測到的局放電檢測數據為32dB，在檢測設備對接地金屬門進行檢測的時候，獲得的數據是45dB，隨著檢測人員往變電站內部走去，檢測設備上的數據越來越高，在到達3號主變35KV開關柜的時候，檢測數據顯示達到了最大值，此時的數據顯示已經達到了65dB，臨近3號柜的附近檢測數據都在52dB左右。隨著檢測人員繼續的深入并遠離3號柜，檢測到的數據則越來越低，當檢測人員到達變電站另外一側的時候，數據基本維持在了32左右。因此，初步認定是3號變電柜出現了問題，隨后采用設備局部放電定位儀PD Locator（PDL1）對3號變電柜進行檢測，發現其內部存在嚴重的放電現象，且經過檢測故障發生的位置在避雷柜與斷路器相連接的C相套管內。為了驗證該設備的實用性，我們將采取常規的現場停電、逐級檢測及現場預防性實驗的方式對3號柜的故障進行排查。

（1）首先是確定故障是否與10KV開關柜斷路器位置有關。方法就是將10KV開關柜與35KV開關柜相連接的斷路器斷開，然后再用定位檢測儀對35KV開關柜進行局放電檢測。實驗獲得的檢測數據是62dB，也就是說，故障依然存在，與與10KV開關柜斷路器位置無關。

（2）確定是否與高壓斷路器有關。方法就是斷開高壓斷路器，在斷開之后，35KV開關柜實際已經處于停電的狀態，但進電處的電線仍然存在電流。隨后用檢測儀進行檢測，獲得的數據依然是62dB左右，也就是說放電現象與高壓斷路器無關。

（3）確定35KV開關柜進線電纜與斷路器之間是否存在放電現象。方法是對開柜的進線側停電。停電后，使用檢測設備檢測的數據顯示在2dB以下，也就是說放電現象存在于35KV開關柜進線電纜與斷路器之間。但是進過對進線側的拆解分析，并沒有發現任何的放電痕跡，這就排除了進線側的故障嫌疑。根據分析，大致認為應該是在開關柜的母線上。

（4）對母線的確定。方法是預防性實驗。在拆除進線電纜頭之后，對開關柜內的母線做預防性交流電壓耐壓實驗，實驗分別對A/B/C三項分別進行預防性實驗。在對A、B相進行實驗的時候，我們的檢測設備獲得的檢測數據最大值是39dB，而在進行C相的預防性耐壓實驗的時候，能夠聽見電壓升高過程中，有啪啪的聲響，同時，試驗電壓尚未到規定值的時候，檢測設備已經測到了超過62dB的數據值。也就是說問題發生的位置是在C相的母線內。現場將母線外的套管拆開之后，能夠看到明顯的放電痕跡。

（5）為了確定該變電站內不再存在其他放電現象，在對3號柜進行維修并投入運行之后，又再次使用檢測設備對變電站進行全面的檢測，而獲得的檢測結果是變電站開關室門口檢測值為0，站內的開關柜上的檢測數據在3dB以下不等，開關室的接地金屬門。

4 實踐結果說明

通過在現場采取常規的現場停電、逐級檢測及現場預防性實驗的方式對3號柜的故障進行排查，結果表明問題發生的位置是在C相的母線內這與檢驗儀器所偵測到的“在避雷柜與斷路器相連接的C相套管內”結果是一致的。也進一步說明了當前采用的局部放電定位儀PD Locator（PDL1）及多功能手持式局部放電檢測儀UltraTEV Plus+?（UTP-1）對于我們在開關柜內的放電檢測、定位是有效的。同時也印證了前面多名研究人員對于TEV與UHF相結合的快速檢測定位儀器的實用性的研究成果。

[1]律方成,李海德,王子建,程益峰.基于TEV與超聲波的開關柜局部放電檢測及定位研究[J].電測與儀表,2013(11).

[2]李海德.基于TEV與超聲波的高壓開關柜局部放電檢測方法研究[D].學位論文 華北電力大學,2013.

[3]潘嘉濤.淺談開關柜局部放電帶電檢測技術的應用[J].科技資訊,2014(4).

[4]王流火,呂鴻,王增彬,李興旺,吳吉,龐小峰.開關柜局部放電檢測定位技術的應用研究[J].廣東電力,2014(4).

[5]宋運平.TEV及超聲波檢測方法在開關柜狀態檢修中的應用[J].中國科技縱橫,2012(3).