開關柜局部放電帶電檢測技術的運用

鄭明星

摘 要：開關柜主要應用于電力系統中，它對提高電力系統的穩定性有著重要意義。本文首先對開關柜局部放電帶電檢測技術的工作原理進行分析，然后再簡單介紹一下其中常用的一些局部放電帶電檢測技術，最后再來了解分析幾條相關的運用案例。通過對開關柜局部放電帶電檢測技術的整體分析，從而來促進電力企業向更優化智能的方向發展。

關鍵詞：開關柜;局部放電;帶電檢測技術

現階段，電力系統已經得到了一定程度上的完善，其技術也越來越先進，而開關柜作為電力系統中必不可少的一種電力設備，它的工作情況會整體影響到電力系統整體的發展。一般來說，開關柜內部放置有許多電氣設備，而這些設備會因為光，熱等因素而發生一定的物理反應，最終導致電氣設備發生老化故障，并直接影響著開關柜的穩定運行。所以，針對這一問題現狀，開關柜局部放電帶電檢測技術必須要得到實際運用，只有這樣電力系統的運行質量才可以得以保證，才能更好的推進我國電力行業的可持續發展。

1 局部放電現象及其測量原理

1.1 局部放電

局部放電一般發生在電氣設備內部的絕緣結構處，也就是說局部放電會導致電氣設備的某些絕緣體被破壞，從而導致開關柜發生異常。為什么局部放電會導致絕緣層損壞呢？原因可包含下列兩點：第一，當發生放電時，會促使化學反應的產生，從而降低了電氣設備的工作性能。第二，放電的過程中會產生熱，這將會升高絕緣介質的局部溫度，促使其發生氧化。

1.2 局部放電活動程度的測定

當開關柜發生放電時，會形成一個脈沖，然后脈沖進而產生電磁波，并在開關柜內部產生一個相對的暫態地電壓，簡稱為TEV，它可以由專業的測量儀器測量而出。

1.3 局部放電定位

當開關柜發生局部放電時，需要對其進行測試，然后有些時侯測試結果會發生異常錯誤，所以對此需要進行定位以確定局部放電位置。TEV信號發出位置可由探測器進行勘測并確定，而受測量位置又與該信號位置有直接關聯，所以當發生局部放電時，可以對開關柜內部不同位置加以測量，然后將測得到的數據進行分析，根據分析結果來確定出發生放電的具體位置，即精準定位，待確定放電位置之后，再進行技術處理。

2 開關柜局部放電帶電檢測技術介紹

2.1 超聲波檢測技術

當開關柜內部發生局部放電時，大多情況下都會產生大量的超聲波。而超聲波具有傳播速度快等特點，一旦產生出超聲波，那么它將會以較快的速度穿過其他介質向周圍不斷傳播。另外，超聲波在傳播的過程中還會釋放出一定的能量，而能量自身攜帶的信號將會以球面波形式向周圍不斷傳播，當超聲波傳感器檢測到這一信號時，就能根據其傳播路徑快速判斷出開關柜局部放電的位置。同樣，該技術在使用過程中也具有較強的抗干擾能力，并廣泛應用于強電系統中。然而由于放電程度的約束，其產生的超聲波波長相對來說比較短，而且還具有極強的方向性，在傳播的過程中很容易產生反射，從而影響檢測效率。

2.2 暫態地電壓檢測技術

一旦開關柜發生局部放電情況，那么其放電周圍將會產生一定強度的電場，并且處于不斷變化之中。我們都知道，電可以生磁，當放電產生電場時，電場又會進一步產生磁場，由于電場的時刻變化導致磁場也處于不斷變化之中，二者的這一交叉變換過程中形成了大量的電磁波。由此可知，當電力設備發生局部放電時，將會產生電磁波，然后電磁波將以飛快的速度通過金屬設備進行傳播，然后再經過開關柜繼續向下傳播，從而形成對應的電壓脈沖，這一脈沖就是暫態地電壓。而對于暫態地電壓檢測技術來說，它是利用電容耦合傳感器來對該一電壓脈沖信號進行檢測，通過對脈沖進行觀察而獲得放電頻率和幅值。另外通過對該技術原理進行分析可知，該技術在檢測過程中不受外界因素的干擾，因此它具有較高的靈敏度，檢測結果也較為靠譜。

總的來說，該技術在比較性測量中應用范圍較廣，比如當檢測完成之后，需要將檢測數據結果與其他同一類型的設備進行橫向比較，并與相關的歷史數據進行縱向比較。如果檢測結果與比較結果相比比較高或者差距大，那么就可以直接確定是設備內部發生了放電異常，然后再在此基礎上來準確推斷出設備發生故障的大致位置和幾率。

2.3 現場聯合檢測技術

現場聯合檢測技術在開關柜局部放電帶電檢測中應用較為廣泛，而且與其他檢測技術相比，該技術檢測結果更為全面詳細。現場聯合檢測技術具有較強的綜合特性，具體表現為它結合了超聲波檢測技術和暫態地電壓檢測技術的綜合優點，具有較高的檢測效果。

比如，當開關柜內部電壓處于10～35kV時，首先利用TEV檢測技術對開關柜進行首次檢測。在檢測前，需要排除掉現場的一些干擾因素，然后再進行測量。另外為了獲得更為精準的測量數據，需要在開關柜易放電位置放置若干測量儀，而測出來的數據則是開關柜暫態地電壓的平均值。如果在使用暫態地電壓檢測技術時發現開關柜出現異常情況，那么就可以利用超聲波檢測技術進行進一步檢測，從而對開關柜局部放電位置進行確定。同樣，在超聲波檢測之前，應當將若干超聲波傳感器放以開關柜的縫隙之處，通過這一舉措，可以有效提高信號傳播和接收效率。待現場聯合檢測完畢之后，檢測人員需要對檢測數據進行定向分析，通過分析和計算來進一步確定放電位置以及放電發生原由。

3 開關柜局部放電帶電檢測技術的運用實例分析

3.1如果開關柜在工作期間產生大量噪音，那么利用暫態地電壓檢測技術或者超聲波檢測技術來檢測開關柜的放電情況。首先，利用專業的檢測儀器對開關柜的放電情況進行檢測，如果檢測結果與實際情況相差懸殊，那么再利用定位儀進行局部定位，通過定位來掌握開關柜內部電氣設備發生的故障程度，然后針對故障結果，制定出相對完善有效的解決方案，以此來保證電力系統的穩定運行。另外TEV的值通常與電壓等級，測量距離等有間接聯系，因此在對開關柜進行局部放電帶電檢測時，首先應當對TEV信號可能經過的路徑進行分析和估計，然后再在此基礎上進行高效測量，比如可以在信號出現幾率較大的位置進行檢測。

3.2如果開關柜電壓高達35kV，而且多個開關柜同時發出噪音，針對這一現象，無法直接判斷放電具體設備和具體位置，以及放電的劇烈程度。在這一問題下，通過對開關柜進行局部的放電帶電檢測，發現開關柜內部的穿墻套管處所達到的分貝最高，因此可以初步判斷出放電的大體位置。然后，通過對這一位置進行檢測發現，導致放電現象的主要原因是由于開關柜內部的絕緣介質受潮而導致的，另外檢測人員又對母線做了耐壓實驗，得出耐壓值過低的結論，通過以上檢測內容，檢測人員順利判斷出是開關柜內部的絕緣介質發生了放電。

結束語

綜上所述，開關柜發生局部放電現象會嚴重影響到電力系統的穩定運行，所以對此必須要加強對開關柜局部放電帶電檢測技術的應用。如果是作為檢測人員，需要對檢測技術合理應用，在進行檢測之前，需要根據實際的情況進行有效性分析，來決策使用哪種檢測技術效果更佳，在一定程度上提高了放電檢測的效率。一般在當放電情況較為嚴重的情況下，最好使用現場聯合檢測技術，它是另外兩種檢測技術的結合體。

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