開(kāi)關(guān)柜局部放電綜合檢測(cè)方法的研究與應(yīng)用

劉學(xué)

摘 要：局部放電是導(dǎo)致絕緣缺陷的主要因素，同時(shí)也是開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)絕緣劣化的重要表征。通過(guò)對(duì)局部放電信號(hào)進(jìn)行帶電檢測(cè)，可找出開(kāi)關(guān)柜存在的絕緣缺陷，防止出現(xiàn)意外停電的情況。及時(shí)地消除缺陷，電網(wǎng)才能保持安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。目前，業(yè)界已采用各種方法來(lái)檢測(cè)高壓開(kāi)關(guān)柜。某種程度上，有助于檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)所發(fā)出的局部放電信號(hào)。但是，電磁、噪聲容易對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜造成干擾。若只是采用帶電檢測(cè)法，很難判斷局部放電信號(hào)的準(zhǔn)確位置。因此，我們必須采用先進(jìn)的帶電檢測(cè)技術(shù)，分析高壓開(kāi)關(guān)柜的帶電情況，保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確無(wú)誤。

關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)柜;局部放電;綜合檢測(cè)方法;應(yīng)用

開(kāi)關(guān)柜在不同的環(huán)境下運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)難免會(huì)存在各種各樣的干擾源。如果采用相同的檢測(cè)手段來(lái)檢測(cè)局部放電，很難對(duì)這些干擾進(jìn)行有效甄別。因此，我們必須結(jié)合不同的檢測(cè)方式，對(duì)多種信號(hào)進(jìn)行對(duì)比分析，將現(xiàn)場(chǎng)干擾一一排除，準(zhǔn)確辨識(shí)隱患，提高開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行穩(wěn)定性。

一、局部放電檢測(cè)技術(shù)概述

局部放電檢測(cè)技術(shù)主要包括以下四種類型。

（1）紫外線檢測(cè)技術(shù)。外絕緣一旦出現(xiàn)局部放電，由于放電點(diǎn)受到影響，導(dǎo)致附近氣體產(chǎn)生電離，氣體種類取決于放射光波的頻率大小，經(jīng)過(guò)電離之后，氮離子可發(fā)射出光譜，并出現(xiàn)在紫外光波段。利用特殊儀器完成紫外信號(hào)的接收，對(duì)可見(jiàn)光圖像進(jìn)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(cè)技術(shù)相當(dāng)于一種帶電檢測(cè)技術(shù)，它主要起輔助作用，需配合其他檢測(cè)技術(shù)一同使用，將局部放電信號(hào)找出來(lái)，這樣才能對(duì)放電部位、程度加以確定。

（2）超聲波檢測(cè)技術(shù)。通過(guò)利用超聲波傳感器來(lái)完成超聲波信號(hào)的采集，確定出設(shè)備局部放電位于哪個(gè)位置，超聲波信號(hào)一般處于20-200kHz的頻率范圍。超聲波信號(hào)作為一種機(jī)械振動(dòng)波，電氣不會(huì)對(duì)其造成干擾，采用時(shí)差法、幅值法可對(duì)信號(hào)源進(jìn)行定位。

（3）暫態(tài)地電壓檢測(cè)技術(shù)。它的簡(jiǎn)稱是TEV。通常，電氣設(shè)備如果正在實(shí)施局部放電，電磁波可從玻璃窗、開(kāi)關(guān)柜縫隙中傳出來(lái)。設(shè)備表層金屬同樣可以傳出電磁波，此時(shí)地面將出現(xiàn)暫態(tài)電壓脈沖信號(hào)。該信號(hào)位于開(kāi)關(guān)柜的金屬表層，可快速?gòu)拈_(kāi)關(guān)柜門(mén)縫、孔洞中傳出來(lái)，從金屬殼體外表面流過(guò)，傳給大地。應(yīng)用該技術(shù)時(shí)，必須將耦合式傳感器裝在開(kāi)關(guān)柜的開(kāi)口縫隙位置。同時(shí)與金屬外殼緊貼，以便檢測(cè)出暫態(tài)地電壓信號(hào)。此外，判斷表征布局放電時(shí)，需根據(jù)具體的測(cè)試讀數(shù)，根據(jù)電磁波的特性，對(duì)設(shè)備的放電源進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

（4）特高頻檢測(cè)技術(shù)。這種技術(shù)也叫做超高頻檢測(cè)技術(shù)，主要利用的是特高頻傳感器，通過(guò)檢測(cè)電磁波所產(chǎn)生的特高頻分量，對(duì)放電點(diǎn)、放電類型進(jìn)行深入研究。帶點(diǎn)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)柜時(shí)，往往需運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)。定位放電源習(xí)慣選擇時(shí)差法，或采用幅值法。

二、開(kāi)關(guān)柜局部放電綜合檢測(cè)方法應(yīng)用實(shí)例

某變電站達(dá)到110 kV時(shí)，可檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜的放電情況，利用便攜式超聲放電檢測(cè)儀。檢測(cè)過(guò)程中，必須將干擾因素排除，重復(fù)測(cè)量開(kāi)關(guān)柜的兩面。通常，開(kāi)關(guān)柜后面可放置檢測(cè)儀，同時(shí)檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜后柜門(mén)，圖1表示的是具體的測(cè)量結(jié)果。

由圖1可知，不考慮背景值的影響，測(cè)量值最大的是108、109號(hào)這兩個(gè)開(kāi)關(guān)柜。與這兩個(gè)開(kāi)關(guān)柜比較近的開(kāi)關(guān)柜，不管是背景值還是測(cè)量值，都出現(xiàn)顯著提高。可見(jiàn)，108、109號(hào)開(kāi)關(guān)柜正處于局部放電中，必須對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證。

利用超聲波對(duì)局部放電進(jìn)行檢測(cè)，具體結(jié)果如圖1所示。

TEV局部放電檢測(cè)儀可檢測(cè)上面的10 kV開(kāi)關(guān)柜，在開(kāi)關(guān)柜的外殼上放置TEV傳感器，對(duì)開(kāi)關(guān)柜上、中、下幾個(gè)部分進(jìn)行檢測(cè)，圖2為具體的測(cè)試幅值。

由圖2可知，108、109開(kāi)關(guān)柜的測(cè)量幅值要比其他開(kāi)關(guān)柜更高，離這兩面開(kāi)關(guān)柜越近，測(cè)量幅值將隨之增大，這就能判斷出此時(shí)開(kāi)關(guān)柜正進(jìn)行局部放電。通過(guò)測(cè)量以上兩個(gè)開(kāi)關(guān)柜，發(fā)現(xiàn)測(cè)量值最大的是上部，而108開(kāi)關(guān)柜要比109開(kāi)關(guān)柜更高。因此，108、109開(kāi)關(guān)柜都出現(xiàn)了不同程度的放電現(xiàn)象。之后，關(guān)閉開(kāi)關(guān)柜的電源，對(duì)其進(jìn)行停電檢修，再開(kāi)啟開(kāi)關(guān)柜，得到以下放電圖，具體可參照?qǐng)D3。

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(shè)備長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)下，將降低其絕緣特性，同時(shí)產(chǎn)生局部放電。

三、結(jié)論

綜上所述，通過(guò)采用各種手段，通過(guò)結(jié)合不同的檢測(cè)方式，電氣設(shè)備改變了以往的檢測(cè)手段，這點(diǎn)主要體現(xiàn)在局部放電檢測(cè)方面。如此一來(lái)，可快速發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備存在哪些絕緣缺陷，而且還能將設(shè)備缺陷快速消除，以防造成更大的安全隱患。本文通過(guò)論述開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行局部放電時(shí)，最常采用到超聲波檢測(cè)技術(shù)，強(qiáng)調(diào)了該技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]王培義，朱伯濤.開(kāi)關(guān)柜局部放電超聲波在線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用[J].河北電力技術(shù)，2010，29（6）：26.

[2]律方成，李海德，王子健，等.基于TEV與超聲波的開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)及定位研究[J].電測(cè)與儀表，2013（11）：73-78.