開關柜局部放電綜合檢測方法的研究與應用

劉學

摘 要：局部放電是導致絕緣缺陷的主要因素，同時也是開關柜出現絕緣劣化的重要表征。通過對局部放電信號進行帶電檢測，可找出開關柜存在的絕緣缺陷，防止出現意外停電的情況。及時地消除缺陷，電網才能保持安全、穩定的運行。目前，業界已采用各種方法來檢測高壓開關柜。某種程度上，有助于檢測開關柜內所發出的局部放電信號。但是，電磁、噪聲容易對高壓開關柜造成干擾。若只是采用帶電檢測法，很難判斷局部放電信號的準確位置。因此，我們必須采用先進的帶電檢測技術，分析高壓開關柜的帶電情況，保證檢測結果的準確無誤。

關鍵詞：開關柜;局部放電;綜合檢測方法;應用

開關柜在不同的環境下運行，現場難免會存在各種各樣的干擾源。如果采用相同的檢測手段來檢測局部放電，很難對這些干擾進行有效甄別。因此，我們必須結合不同的檢測方式，對多種信號進行對比分析，將現場干擾一一排除，準確辨識隱患，提高開關柜的運行穩定性。

一、局部放電檢測技術概述

局部放電檢測技術主要包括以下四種類型。

（1）紫外線檢測技術。外絕緣一旦出現局部放電，由于放電點受到影響，導致附近氣體產生電離，氣體種類取決于放射光波的頻率大小，經過電離之后，氮離子可發射出光譜，并出現在紫外光波段。利用特殊儀器完成紫外信號的接收，對可見光圖像進行疊加處理，這樣就能確定出電暈的具體位置。通常，紫外檢測技術相當于一種帶電檢測技術，它主要起輔助作用，需配合其他檢測技術一同使用，將局部放電信號找出來，這樣才能對放電部位、程度加以確定。

（2）超聲波檢測技術。通過利用超聲波傳感器來完成超聲波信號的采集，確定出設備局部放電位于哪個位置，超聲波信號一般處于20-200kHz的頻率范圍。超聲波信號作為一種機械振動波，電氣不會對其造成干擾，采用時差法、幅值法可對信號源進行定位。

（3）暫態地電壓檢測技術。它的簡稱是TEV。通常，電氣設備如果正在實施局部放電，電磁波可從玻璃窗、開關柜縫隙中傳出來。設備表層金屬同樣可以傳出電磁波，此時地面將出現暫態電壓脈沖信號。該信號位于開關柜的金屬表層，可快速從開關柜門縫、孔洞中傳出來，從金屬殼體外表面流過，傳給大地。應用該技術時，必須將耦合式傳感器裝在開關柜的開口縫隙位置。同時與金屬外殼緊貼，以便檢測出暫態地電壓信號。此外，判斷表征布局放電時，需根據具體的測試讀數，根據電磁波的特性，對設備的放電源進行準確定位。

（4）特高頻檢測技術。這種技術也叫做超高頻檢測技術，主要利用的是特高頻傳感器，通過檢測電磁波所產生的特高頻分量，對放電點、放電類型進行深入研究。帶點檢測現場開關柜時，往往需運用該項技術。定位放電源習慣選擇時差法，或采用幅值法。

二、開關柜局部放電綜合檢測方法應用實例

某變電站達到110 kV時，可檢測開關柜的放電情況，利用便攜式超聲放電檢測儀。檢測過程中，必須將干擾因素排除，重復測量開關柜的兩面。通常，開關柜后面可放置檢測儀，同時檢測開關柜后柜門，圖1表示的是具體的測量結果。

由圖1可知，不考慮背景值的影響，測量值最大的是108、109號這兩個開關柜。與這兩個開關柜比較近的開關柜，不管是背景值還是測量值，都出現顯著提高。可見，108、109號開關柜正處于局部放電中，必須對其進行檢測驗證。

利用超聲波對局部放電進行檢測，具體結果如圖1所示。

TEV局部放電檢測儀可檢測上面的10 kV開關柜，在開關柜的外殼上放置TEV傳感器，對開關柜上、中、下幾個部分進行檢測，圖2為具體的測試幅值。

由圖2可知，108、109開關柜的測量幅值要比其他開關柜更高，離這兩面開關柜越近，測量幅值將隨之增大，這就能判斷出此時開關柜正進行局部放電。通過測量以上兩個開關柜，發現測量值最大的是上部，而108開關柜要比109開關柜更高。因此，108、109開關柜都出現了不同程度的放電現象。之后，關閉開關柜的電源，對其進行停電檢修，再開啟開關柜，得到以下放電圖，具體可參照圖3。

由圖3可知，母線越靠近穿墻套管的話，二者的間隙越小，一旦設備長期處于運行狀態下，將降低其絕緣特性，同時產生局部放電。

三、結論

綜上所述，通過采用各種手段，通過結合不同的檢測方式，電氣設備改變了以往的檢測手段，這點主要體現在局部放電檢測方面。如此一來，可快速發現電氣設備存在哪些絕緣缺陷，而且還能將設備缺陷快速消除，以防造成更大的安全隱患。本文通過論述開關柜進行局部放電時，最常采用到超聲波檢測技術，強調了該技術的應用價值。

參考文獻：

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[2]律方成，李海德，王子健，等.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）：73-78.