帶電檢測(cè)技術(shù)在開(kāi)關(guān)柜絕緣故障檢測(cè)中的應(yīng)用

蔡文靜

摘 要：本文以某變電站負(fù)荷及其重要地位為切入點(diǎn)，對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜帶電檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用的問(wèn)題展開(kāi)討論，重點(diǎn)分析了35kV高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部絕緣故障及故障排除、處理，通過(guò)總結(jié)故障問(wèn)題及問(wèn)題發(fā)生原因，旨在探索針對(duì)性措施為實(shí)踐工作提供參考。

關(guān)鍵詞：帶電檢測(cè)；絕緣故障；高壓開(kāi)關(guān)柜；應(yīng)對(duì)措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.24.165

當(dāng)前，我國(guó)電力系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛的高壓開(kāi)關(guān)柜多是處于35kV、10kV 的系統(tǒng)中，其主要服務(wù)對(duì)象是居民的生活用電，一旦發(fā)生故障，就會(huì)直接影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和人民的正常生活。所以，開(kāi)關(guān)柜設(shè)備的安全和穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系重大，影響十分深遠(yuǎn)。

1 高壓開(kāi)關(guān)柜帶電檢測(cè)技術(shù)概述

當(dāng)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)出現(xiàn)了局部放電的問(wèn)題時(shí)，電子就會(huì)以極快的速度從帶電物體向接地的非帶電物體流動(dòng)，比如柜體，會(huì)在柜體上形成高頻的電流行波，繼而向多方向傳播。在放電的范圍內(nèi)，分子之間就會(huì)出現(xiàn)劇烈的撞擊，繼而產(chǎn)生壓力，且局部放電一般表現(xiàn)為一種連續(xù)的脈沖，所以由這種局部放電而產(chǎn)生的壓力也表現(xiàn)為脈沖的形式，這就為聲波的產(chǎn)生創(chuàng)造了條件。因?yàn)榫植糠烹娨话惆l(fā)生在較小的區(qū)域內(nèi)，所以局部放電源一般可視作聲源。本文所提及的帶電檢測(cè)技術(shù)的原理就是利用暫態(tài)地電壓、超聲波等信號(hào)作為一種判斷根據(jù)，來(lái)確定絕緣故障的存在及其不同程度，并基于相應(yīng)的數(shù)據(jù)來(lái)完成對(duì)開(kāi)關(guān)柜的檢測(cè)和故障定位。

當(dāng)前，將帶電檢測(cè)技術(shù)引用于開(kāi)關(guān)柜的狀態(tài)檢測(cè)已經(jīng)十分普遍，且收效明顯。這一技術(shù)能夠有效解決開(kāi)關(guān)柜誤動(dòng)、絕緣故障、異物侵入等問(wèn)題，能夠及時(shí)地檢測(cè)絕緣隔板等內(nèi)部部件的老化及其引起的故障[1]。

2 高壓開(kāi)關(guān)柜局放檢測(cè)應(yīng)用案例

2.1 故障簡(jiǎn)介

某一個(gè)變電站的35kV開(kāi)關(guān)柜在實(shí)施日常的暫態(tài)地電位和超聲波局放的檢測(cè)時(shí)，關(guān)于超聲波檢測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)了異常的情況，其最大值為31dB，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了背景值（15dB）。根據(jù)這些現(xiàn)象工作人員進(jìn)行了初步判斷，認(rèn)為柜內(nèi)設(shè)備出現(xiàn)了局部放電的問(wèn)題，而放電的位置應(yīng)該位于隔離開(kāi)關(guān)靜觸頭旁邊。

2.2 檢測(cè)分析

工作人員發(fā)現(xiàn)，35kV 配電室的運(yùn)行環(huán)境存在相對(duì)濕度較高的問(wèn)題，經(jīng)檢測(cè)，相對(duì)濕度為70%。處于高濕的環(huán)境中，分段3101隔離開(kāi)關(guān)柜中的絕緣件就容易產(chǎn)生水霧，在檢測(cè)中還發(fā)現(xiàn)了其他柜的絕緣件也存在一樣的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)檢測(cè)分析，可以得出以下結(jié)論：35kV 配電室的TEV 背景值偏小，并不存在外部干擾。而分段3101隔離開(kāi)關(guān)柜后柜超聲波過(guò)高，可判斷出現(xiàn)了較強(qiáng)局部放電，主要原因?yàn)殪o觸頭絕緣件質(zhì)量不佳，且長(zhǎng)期處于潮濕環(huán)境。

2.3 停電檢查

工作人員對(duì)某變電站進(jìn)行35kV開(kāi)關(guān)柜暫態(tài)地電壓和超聲波局放帶電檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)分段3101隔離開(kāi)關(guān)柜頂部存在異常局部放電的現(xiàn)象，并且現(xiàn)場(chǎng)可以聽(tīng)到放電的聲音，班組人員初步判斷是由于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)濕度過(guò)高造成異常放電的現(xiàn)象。工作人員馬上聯(lián)系生產(chǎn)廠家，準(zhǔn)備相應(yīng)的備品備件，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)該開(kāi)關(guān)柜的檢測(cè)巡視，觀察該缺陷的發(fā)展情況。針對(duì)上述問(wèn)題，開(kāi)展分段3101隔離開(kāi)關(guān)柜局部放電缺陷處理，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行了停電檢查。經(jīng)檢查后發(fā)現(xiàn)3101柜的內(nèi)部明顯濕度比較大，很多絕緣件上出現(xiàn)了不同程度的凝露現(xiàn)象，同時(shí)3101柜內(nèi)上觸頭盒等處發(fā)現(xiàn)明顯的放電痕跡。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)上述有問(wèn)題的絕緣件進(jìn)行了處理和更換，同時(shí)開(kāi)展開(kāi)關(guān)柜交流耐壓等試驗(yàn)進(jìn)一步對(duì)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行檢查。

2.4 原因分析

（1）絕緣距離不足。在這一案例之中，爬距和空氣間隙不足是此次絕緣損壞問(wèn)題的主要原因。在實(shí)踐中，有部分廠家生產(chǎn)的手車(chē)柜，為了能夠縮短柜體的尺寸，就會(huì)在很大程度上縮小柜內(nèi)部件的相間距離，也就容易出現(xiàn)絕緣強(qiáng)度不足的問(wèn)題。

（2）制造工藝與安裝不佳。對(duì)于開(kāi)關(guān)柜的整體絕緣效果而言，制造的工藝和安裝的過(guò)程具有十分大的影響力。比如在制造過(guò)程中如果局部金屬件尖端處理不善就容易引發(fā)局部場(chǎng)強(qiáng)的集中；如果開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部構(gòu)建間距不達(dá)標(biāo)就會(huì)降低其絕緣強(qiáng)度；如果出現(xiàn)螺絲等固定的部件松動(dòng)的小問(wèn)題也可能會(huì)引發(fā)一系列大問(wèn)題。

（3）運(yùn)行環(huán)境條件的影響。開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行受到環(huán)境影響較大，且溫濕度等運(yùn)行環(huán)境不佳已經(jīng)成為當(dāng)前發(fā)生開(kāi)關(guān)柜絕緣閃絡(luò)的主流原因。通常而言，污閃的情況一般需要兩個(gè)條件，一是“污”，另一個(gè)是“濕”。對(duì)于那些處于室內(nèi)環(huán)境中的設(shè)備而言，“污”的情況較少出現(xiàn)，但是在很多地區(qū)，受到變電站所處地理位置、周?chē)h(huán)境的影響，可能出現(xiàn)較高的空氣濕度，如果不能有效控制濕度，非常容易出現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部構(gòu)件出現(xiàn)水霧的情況，最終導(dǎo)致爬電或閃絡(luò)[1]。

3 應(yīng)對(duì)措施

在實(shí)踐中，表面放電的問(wèn)題其實(shí)非常常見(jiàn)，其根源在于配電室的環(huán)境控制措施不足，設(shè)備運(yùn)行環(huán)境不佳，且維護(hù)工作不及時(shí)，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜內(nèi)濕度過(guò)大，以至于形成凝露。我們可以從以下幾個(gè)方面采取針對(duì)性措施。

（1）加強(qiáng)配電室除濕工作，保障設(shè)備運(yùn)行環(huán)境。可以在配電室放置除濕袋、安裝除濕機(jī)以及溫濕度檢測(cè)設(shè)備，及時(shí)檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維護(hù)。

（2）優(yōu)化開(kāi)關(guān)柜設(shè)計(jì)，融入通風(fēng)散熱功能。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，加強(qiáng)開(kāi)關(guān)柜自身對(duì)環(huán)境的適應(yīng)力，可以設(shè)計(jì)百葉窗通風(fēng)口以防止柜內(nèi)潮氣的聚集。

（3）密切關(guān)注開(kāi)關(guān)柜電纜孔密封狀態(tài)，通過(guò)周期性的檢查防止電纜溝內(nèi)的潮氣影響開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行。

（4）加強(qiáng)開(kāi)關(guān)柜除濕措施。加強(qiáng)開(kāi)關(guān)柜的除濕功能，通過(guò)通風(fēng)來(lái)疏散開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的熱量，加強(qiáng)蒸發(fā)作用，提高柜內(nèi)干燥度，或者可以增加除濕裝置的種類和數(shù)量，在安裝位置及安裝方式中也要注意采取有效措施防止其環(huán)境過(guò)度潮濕[2]。

4 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平和人民生活水平不斷提高，對(duì)于供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性與可靠性的要求持續(xù)提高。開(kāi)關(guān)柜設(shè)備的穩(wěn)健運(yùn)行直接影響到整個(gè)供電系統(tǒng)，須引起我們的足夠重視。當(dāng)前，開(kāi)關(guān)柜局部帶電檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)具備了一定的實(shí)踐基礎(chǔ)，具有廣泛的應(yīng)用前景，我們需要繼續(xù)關(guān)注其檢測(cè)方法、檢測(cè)分析，尤其重視精確定位及故障排除的問(wèn)題，加強(qiáng)研究，為我國(guó)電力系統(tǒng)穩(wěn)健運(yùn)營(yíng)提供支持和保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹飛翔.基于TEV、超聲波聯(lián)合檢測(cè)的開(kāi)關(guān)柜局部放電診斷研究[D].華北電力大學(xué)（北京），2017.

[2]丁薇，彭晶，寧威.35kV開(kāi)關(guān)柜局放帶電檢測(cè)[J].云南電力技術(shù)，2015，43（03）：117-120.