開關柜局部放電帶電檢測技術的應用探討

黃坤

摘 ?要：我們一般利用局部放電帶電檢測技術對開關柜進現場檢測，通過這兩種方法能夠有效地對開關柜異常故障進行檢測，取得較好的應用效果。文章通過對開關柜故障原因的分析，來揭示開關柜局部放電帶電檢測技術的應用。

關鍵詞：開關柜;局部放電;帶電檢測技術;應用

中圖分類號：TM591 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）06-0039-01

在我國的電力系統中，各個變電站已經利用了10 kV/35 kV金屬封閉開關成套設備。在這些電氣設備中，由于外部因素，例如，電、化學、熱等因素的影響，會導致電氣絕緣強度降低，從而發生故障。在對全國變電站的不完全統計下，全國的電力系統開關柜事故中由于截流或者絕緣所引起的故障高達40.1%，由于絕緣部分出現閃絡的事故達到了79.2%。

在停電狀態下對高壓開關柜內的故障進行檢測并進行帶電檢測的技術不太成熟，在預防性實施周期內，很難發現絕緣劣化等問題。由于在電力系統的變電站中，高壓開關柜設備放置在柜內，即使設備出現異常狀況也不容易及時被工作人員發現。紅外測溫也不能夠對內部設備的故障，因此通過局部放電帶電檢測能夠有效地檢測出絕緣性的故障原因，采取有效的措施解決安全隱患，避免擊穿等突發事故。

1 ?局部放電以及局部放電檢測的原理

在變電站的絕緣設備中，各個設備的絕緣系統以及各個不問的電場強度不一。在局部區域內，如果電場強度與區域介質的電場強度相同時，此區域就會出現放電的現象。但在兩導體之間如果沒有施加電壓，整個絕緣系統不會被擊穿，只是擊穿部分絕緣體。這種狀況如果可以只發生在導體附近也可以發生在其他地方。從而仍然保持絕緣性能。這種現象稱之為局部放電現象。

通過局部放電的原理，我們可以進行局部放電檢測。在發生局部放電時，一般會帶來電磁輻射、聲、光、熱、介質損耗、高頻脈沖等現象。對于絕緣體內部探測可以發現，按照采用相應的方法來測量不同的現象。我們把按照局部放電過程所產生的一系列的物理、化學效應的測量方式稱之為局部放電測量。通過局部放電所發出的電荷交換、能量消耗、電磁波放電、聲與光及各類信息來表示局部放電的過程。

2 ?局部放電帶電檢測技術的應用

我們知道，在發生局部放電的過程中，常伴隨著熱、電、光、聲及化學分解等物理現象。在這些局部放電的檢測過程中，我們可以通過脈沖電流法、紫外成像法、震蕩波法等多種檢測方法對開關柜進行局部放電檢測。

2.1 ?脈沖電流法

我們可以通過放電過程所產生的電磁波所通過金屬箱體的接縫及絕緣開關上的襯墊傳播來測量。在這個過程中會產生暫態電壓將通過金屬箱體傳送至地下，這些電壓脈沖即為暫態對地電壓。

脈沖電流法作為一種應用較早的局部放電帶電檢測技術，其工作的原理是，當局部放電產生電荷移動時，在移動電荷的外圍可以測量整個回路中所產生的脈沖電流。從而，通過脈沖電流來檢測局部放電。利用脈沖電流法可以較好地檢測出脈沖電流信號的低頻區，通常范圍在數kHz到數百kHz。在回路中常規局部放電主要通過在回路中傳入檢測阻來抵抗信號進行取樣。而在線檢測則往往通過電流傳感器進行測量，獲取被測對象的脈沖電流信號。

目前，在我國電力系統中所采用的局部放電檢測法往往都是脈沖電流法。脈沖電流法的主要特點是被測量敏感度較高，可標定放電量的一種測量檢測方法。

2.2 ?數據判斷法

數據判斷法主要是通過大量的測試以及測試的經驗來判斷檢測的一種方法。

以下是常用的幾種判斷方法：

若發現開關室內的測試值與背景值都低于20 dB時，則表示沒有出現信號源，一切開關設備都正常。

若開關室內背景值與被測值都處在20～30 dB以上時，則表示出現信號源，應該關注開關室，縮減檢測的周期，注重測試信號的變化。

若開關室內的背景值處在20 dB以下，而某幾個開關柜的測試值處在20～25 dB，且測試值大于背景值則表示測試人員應該通過定位系統來檢測放電位置并采取相關的措施。

若當在開關室內，測試值和背景值都處在3 dB以上，并且在其中的某個開關柜上出現了峰值，則可以通過定位的方式來判斷放電信號的位置。例如，如果發現有放電信號從開關柜上傳來，而不是來自與外界的干擾信號，那么我們就需要立即對開關柜采取相應的對策進行處理。

2.3 ?現場聯合測試法

通過以上兩種對開關柜局部放電帶電測試技術的分析，我們可以看出這兩種方法各有利弊，在實際的應用中都存在一定的局限性，不利于提高檢測的準確性。因此，應該對某一信號進行全面的分析而不是單獨地對某一信號做出描述。所以，在實際的檢測過程中，我們需要結合多種檢測方法進行檢測。通過聯合檢測模式對開關柜進行局部放電帶電檢測。例如，我們可以先通過脈沖電流法來排除現場的干擾措施。在測試的過程中超聲波法以及數據分析法進行進一步的判斷，從而獲得正確的結果。

3 ?開關柜局部放電帶電檢測技術的注意事項

在對開關柜局部放電檢測的過程中需要注意幾下幾點：

①根據區域內電力系統中各個變電站的設備維護狀況進行檢修，進一步加大對局部放電檢測設備的數量。在大量的分析與積累中得出數據，再結合其他的測試項目進行分析，從而提高開關柜局部放電帶電檢測的準確度。

②利用配套的局部放電檢測儀以及分析軟件，逐步提高測試人員對于干擾波形的判斷能力，從而正確的把握試品放電的特點、時間的主要規律和施加的電壓。

③對開關柜內的局部放電帶電進行檢測，逐漸提高開關柜的在線檢測的能力，通過數據分析、同類比較、分析判斷等方法，評估診斷局部放電帶電檢測的結構，對開關柜是否處在正常的運行狀態給出判斷依據。

④在應用開關柜局部放電帶電檢測儀時，需要對預防性測試的結果進行補充，找出開關柜潛在的安全隱患，確保測試現場設備安全、持續運轉，提高供電設備的安全性、可靠性。

4 ?結 ?語

綜上，在我國的電力系統中，往往通過局部放電帶電檢測技術對開關柜進現場檢測。在局部區域內，如果電場強度與區域介質的電場強度相同時，此區域就會出現放電現象。通過局部放電的原理，我們可以進行局部放電檢測。在發生局部放電的過程中，常伴隨著熱、電、光、聲及化學分解等物理現象。在這些局部放電的檢測過程中，我們可以通過脈沖電流法等多種檢測方法對開關柜進行局部放電檢測。

通過不同方法來定位開關柜出現故障的部位，在檢測時，我們可以對預防性測試的結果進行補充，找出開關柜潛在的安全隱患。利用配套的局部放電檢測儀以及分析軟件，對區域內電力系統中各個變電站的設備維護狀況進行檢修。確保測試現場設備安全、持續運轉，進而提高我國供電設備的安全性、可靠性。

參考文獻：

[1] 孔令明，肖云東，劉娟，等.開關柜局部放電帶電檢測定位技術的應用與研究[J].山東電力技術，2010，（6）.

[2] 陳剛.聲電波檢測儀在10 kV開關柜局放檢測中的應用[J].電工技術，2010，（7）.