開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用分析

楊儼琨 成都外國(guó)語(yǔ)學(xué)校

10k V、35k V 金屬封閉開(kāi)關(guān)成套設(shè)備，已廣泛用于電力系統(tǒng)的各個(gè)變電站。電氣設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行中必然存在由于電、熱、化學(xué)因素導(dǎo)致的異常狀況下形成的絕緣劣化，電氣絕緣強(qiáng)度降低，甚至發(fā)生故障。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，在全國(guó)電力系統(tǒng)中，由于開(kāi)關(guān)柜事故載流和絕緣引起的故障，占全部故障的40%以上，由于絕緣閃絡(luò)引起的事故，占全部故障的79.0%。

局部放電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電磁波，還可能有發(fā)光發(fā)熱的現(xiàn)象，甚至是發(fā)出聲音，利用這些現(xiàn)象可以對(duì)放電的位置進(jìn)行確定。主要的定位方法一共有兩種，一種是超聲波法，另外一種是電氣定位法，其中的電氣定位法利用了電磁波的傳遞特性進(jìn)行定位的，由于變電站的地理位置比較的復(fù)雜，單純的檢測(cè)方法會(huì)產(chǎn)生誤差，應(yīng)用起來(lái)也不方便，因此還需要其他的檢測(cè)技術(shù)，這樣可以解決開(kāi)關(guān)柜中出現(xiàn)的故障難題。

1 檢測(cè)技術(shù)的原理分析

1.1 地電波

在開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)局部放電問(wèn)題時(shí)，放電電量會(huì)在放電點(diǎn)相鄰接地金屬位置聚集，并形成電流脈沖，向其他的方向傳播，一般情況下，高頻局部電流只會(huì)在存在于導(dǎo)體表面，在內(nèi)部放電方面，放電電量會(huì)聚集于內(nèi)表面上，如果屏蔽層連續(xù)時(shí)，難以檢測(cè)到具體的放電信號(hào)。但是，一般屏蔽層都設(shè)置在絕緣位置、電纜絕緣終端、墊圈連接位置，如果出現(xiàn)故障，由于放電引發(fā)的電磁波就會(huì)傳輸至開(kāi)關(guān)柜之外，并產(chǎn)生暫態(tài)電壓。若高壓電氣對(duì)地絕緣出現(xiàn)局部放電問(wèn)題，那么高壓導(dǎo)電系統(tǒng)與金屬殼之間，就有電容性放電電量，但是該種放電電量非常小，時(shí)間也很短。當(dāng)發(fā)生局部放電時(shí)，電磁波從放電點(diǎn)向外傳播。電流大小與這些電磁波產(chǎn)生的電壓有關(guān)。電壓等于電流與路徑阻抗的乘積，用電容性探測(cè)器就可檢測(cè)到放電脈沖。

1.2 超高頻

高壓電氣設(shè)備在運(yùn)行中由于絕緣介質(zhì)中氣泡或雜質(zhì)的存在，將導(dǎo)致局部場(chǎng)強(qiáng)增大、局部放電發(fā)生。超高頻主要針對(duì)變壓器內(nèi)部局部放電出現(xiàn)的超高頻電磁波信號(hào)進(jìn)行的檢測(cè)和定位，每一次的局部放電，都會(huì)存在正負(fù)電荷的中和問(wèn)題，并產(chǎn)生陡電流脈沖，并輻射出電磁波。在放電間隙絕緣強(qiáng)度較高或者放電間隙較小的情況下，電流脈沖陡度較大，高頻電磁波輻射能力較強(qiáng)，其中，超高頻分量十分豐富。采用超高頻法來(lái)檢測(cè)局部放電，解決了傳統(tǒng)測(cè)量方式頻帶窄、頻率低、容易受干擾、信噪比低的問(wèn)題，可以有效提高監(jiān)測(cè)質(zhì)量。

1.3 超聲波

超聲波的頻率為20～100kHz，波長(zhǎng)為0.3～1.6cm，借助于技術(shù)的支持，可以將超聲波轉(zhuǎn)換為人耳可以聽(tīng)到的聲波，在設(shè)備內(nèi)部存在電擊穿、局部放電、應(yīng)力過(guò)大、顆粒運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題。運(yùn)動(dòng)粒子會(huì)不斷對(duì)外殼產(chǎn)生碰撞，氣體液力會(huì)促使氣體傳遞至外殼之中，激發(fā)出超聲波，利用此來(lái)檢測(cè)放電故障問(wèn)題。超聲方法對(duì)電暈、電弧、顆粒、爬電內(nèi)部放電的檢測(cè)是非常有效的，但是不適宜應(yīng)用在定量分析中，一般是通過(guò)不同類(lèi)別的放電法來(lái)建立聲音庫(kù)，通過(guò)對(duì)比來(lái)判斷放電類(lèi)型與放電大小，如果要進(jìn)行深層次分析，可以利用頻譜分析法來(lái)進(jìn)行。不同典型缺陷的放電脈沖相位分布圖各有其特征。放電能量不同，同一典型缺陷放電脈沖相位分布圖也不盡相同。

2 檢測(cè)技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 檢測(cè)母線倒角是否規(guī)范

在對(duì)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行檢測(cè)之前，應(yīng)該對(duì)開(kāi)關(guān)柜外面的空氣電波環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，如果室內(nèi)的電波水平在15DB左右，而母線處的放電幅值遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于電波水平，就可以懷疑母線存在放電現(xiàn)象。在進(jìn)行超聲檢測(cè)的時(shí)候，如果開(kāi)關(guān)柜的上部也產(chǎn)生了相應(yīng)的信號(hào)，即便是很微弱的，也可以判斷柜內(nèi)的母線也存在放電的現(xiàn)象。

應(yīng)用超高頻檢測(cè)儀可以很快的檢測(cè)到隱患發(fā)生的范圍，進(jìn)而確定放電的類(lèi)型。應(yīng)用這一儀器時(shí)，必須對(duì)開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部進(jìn)行逐一的排檢，開(kāi)關(guān)柜的存在形式主要為金屬鎧裝，對(duì)電纜的檢測(cè)可以通過(guò)觀察窗進(jìn)行。

2.2 檢測(cè)母線連接狀態(tài)

對(duì)連接狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，可以通過(guò)噪音的大小進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)檢測(cè)的經(jīng)驗(yàn)可以得知，變電站空氣噪音是不會(huì)超過(guò)十五分貝的，在檢測(cè)的時(shí)候仍是對(duì)室內(nèi)和室外同時(shí)進(jìn)行檢查，然后利用超高頻探測(cè)儀就能夠確定故障發(fā)生的位置。

2.3 故障判斷分析

利用檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在進(jìn)行初次判斷時(shí)，可以對(duì)故障產(chǎn)生的現(xiàn)象進(jìn)行全方位的統(tǒng)計(jì)，然后對(duì)設(shè)備的故障率加以分析。當(dāng)開(kāi)關(guān)柜的負(fù)荷減少時(shí)，信號(hào)受到干擾的情況會(huì)顯著的減小，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)外濕度和溫度也會(huì)逐步的恢復(fù)正常。如果干擾和負(fù)荷的狀態(tài)持平的時(shí)候，開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)也會(huì)更加的穩(wěn)定。建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，所有的故障現(xiàn)象都可以被記錄下來(lái)。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前，開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)技術(shù)的類(lèi)型是多種多樣的，任何一種檢測(cè)手段都有其優(yōu)勢(shì)與不足，在具體的應(yīng)用過(guò)程中，需要根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障常見(jiàn)模式與檢查技術(shù)原理來(lái)合理應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)之間的完美結(jié)合。

[1]采用暫態(tài)對(duì)地電壓法綜合檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜局部放電[J].任明,彭華東,陳曉清,董明.高電壓技術(shù). 2010(10)

[2]聲電波檢測(cè)儀在10kV開(kāi)關(guān)柜局放檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 陳剛.電工技術(shù). 2010(07)

[3]對(duì)電力電容器局部放電的理解與對(duì)策[J].夏建中,李洪臣.電力電容器與無(wú)功補(bǔ)償. 2009(02)

[4]高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電UHF在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究[J].劉云鵬,王會(huì)斌,王娟,律方成.高壓電器. 2009(01)