10kV配網開關柜局部放電帶電檢測技術

崔毅

摘要：隨著我國經濟不斷騰飛，配電網絡迅猛發展，而10kV開關柜作為配網的重要組成部分，其運行的穩定性直接影響到配網的安全穩定。對于這些數目日益龐大的配網開關柜，依靠以往傳統的巡視、試驗和檢測技術，往往難以達到及時掌握設備缺陷的要求。據實際運行經驗，發生故障前在事故潛伏期內都可能有放電現象產生，局部放電是導致10kV開關柜設備絕緣劣化、發生絕緣故障的主要原因，其檢測和評價已經成為絕緣狀況監測的重要手段，因此在配網10kV開關柜設備實際運行中采取合適的局部放電帶電測試方法具有重大意義。

關鍵詞：10kV;高壓開關柜;局部放電;超聲波

一、10kV配網開關柜局部放電帶電現象的危害性分析

1.1 開關柜設備被擊穿的危害性

在10kV配網及開關柜設備運行過程中可能會出現擊穿以及絕緣放電現象，而該現象發生后易產生較強腐蝕性，進而對開關柜設備造成局部損傷或者腐蝕，增強開關柜設備絕緣體的導電性，從而造成10kV配網開關柜設備被擊穿的狀況，影響整個10kV配網的運行安全。

1.2 開關柜局部被擊穿的危害性

在10kV配網運行中，開關柜局部放電會引發放電處絕緣體被擊穿。開關柜絕緣體局部被擊穿不僅會危害開關柜的結構與功能，同時還對10kV配網的整體運行造成一定威脅。

1.3 開關柜絕緣系統被擊穿的危害性

10kV配網開關柜局部被擊穿，若不及時加以檢修，長此以往將會在10kV開關柜的放電點以及放電部位形成積累效應，導致開關柜絕緣系統出現崩潰現象，嚴重的話會造成開關柜絕緣系統徹底被擊穿，從而影響10kV配網運行的安全性與穩定性。

二、10kV配網開關柜局放帶電檢測技術

局部放電長期得不到處理會帶來多種危害，例如：絕緣介電性能下降，絕緣擊穿等，常見的局放檢測技術如下：

2.1 超聲波檢測技術

配網開關柜局部放電時將出現聲波，而且其頻譜較寬，一般達到上兆赫茲，而且頻率<20kHz時就可以被清楚地聽到，相反，頻率>20kHz時，則無法被人聽到，需要借助超聲波檢測器進行識別，通常來說，聲音能量會隨著局放能量的上升而升高。實際的超聲波儀器在局放測試中的流程如圖1所示。

2.2 TEV檢測原理

開關柜發生局放時，通常所釋放的電量會集中于和放電部位較近的接地金屬上，會產生一定量的電磁波，朝著多個方向傳遞，如果是內部放電，放電量則多數集中于接地屏蔽內部。一般來說，特殊部位，例如：絕緣體和墊圈相連位置，電纜絕緣終端等處的屏蔽層可能損壞，從而使得高頻電磁逐漸向設備外傳遞，來自于放電處的電磁波也能憑借金屬箱體接縫以及絕緣開關等向外傳輸，對應將出現暫態電壓，會傳輸至地下，其名稱為：TEV，其檢測圖示如圖2所示。

其信號會受到現場設備電壓大小、測量位置等的影響，各類高壓設備瞬間對地電壓數據庫，憑借TEV來分析各類電氣設備的局放量。由于TEV將受到各類因素干擾，一般用相對讀數來分析測試結果，從而對局放程度加以判斷，TEV和dB有下面的關系：

1dB=20log（1mV）

TEV測量法有著自身的優勢，這種優勢主要體現為：檢測方便，能夠實現帶電檢測，檢測的適應性強，具有一定的靈活度、靈敏度，有著超強抵御干擾的能力，通常不會因為外界因素的干擾而影響檢測效果，可以對故障實施高效定位、分析，進而收到更加精準、科學的數據信息，更為高效、靈活地監測到局部放電。

三、10kV配網開關柜局部放電帶電檢測應用實踐

3.1 TEV檢測技術的應用

不同電壓等級的配網，其開關柜局部放電量有所差異，10kV的局放量相對較小，如果眾多的開關柜在同一時間發生放電，則可能導致系統的癱瘓，要想積極確保開關柜的高效運行，則應該將TEV檢測技術應用于配網系統，具體需要達到以下條件：首先，按照特定時間來測試設備，所選測試儀要具備局部放電測試功能，而且方便操作，根據現實情況創建一個設備狀態數據庫，利用該數據庫實現異常數據的檢測、分析。其次，每隔一個星期來對發生故障的電氣設備實施二次檢測，參照現實的檢測信息來創建檔案數據庫，同樣，來對設備實施故障定位與監測。再次，按照預先設定的停電計劃，保證電網能夠始終處于安全、平穩工作狀態，同時，也要對設備中的相關數據、信息等加以深入分析與總結，對狀態等加以更新調整。

3.2 測試點的定位與科學測試

（1）測試點的定位。對于開關柜測試點的定位第一步需找準鏈接位置，而且要明確穿墻套管、絕緣支撐等的現實運行狀態，也要對斷路器、電纜接頭的局部放電加以觀察，傳感器的安裝部位一般有嚴格規范，檢查其是否達標。一般來說測試點應該選擇距離觀察窗較近，而且同通風百葉類似的金屬面板中，實際的測試也需要密切查找窗上下測試中相關數據的變化。（2）測試過程?？茖W測試背景值，通過觀察和聆聽開關柜以及其他金屬設備等發出的聲音來進行判斷，按照TEV測試的相關規定，將TEV測試儀探頭靠近開關柜，深入分析并理解測試中的數據，同時將其記錄下來，確保數據處于正常狀態。測試中需要嚴格抵御各類因素的擾動，要將一切可能性干擾因素排除在外，例如：手機關機、風扇關掉。TEV測試以后，需要進行背景數據讀取，這必然需要超聲波測試儀的運用。

四、數據分析

檢測過程中，可以嘗試下面的數據判斷法：第一，如果開關室TEV背景數值和測試數均小于20dB，則意味著開關設備處于常規狀態。第二，當發現TEV背景值<10dB，一部分開關柜測出的數據也處于20到30dB，則要嚴加注意開關柜，分析其未來的發展趨勢，如果數值小于10dB，測試數據在30dB以上，意味著開關柜存在局部放電問題，則適合引入定位技術來深入分析放電現象，嘗試對其定位觀察。當測試值和背景值均大于30dB，而且開關柜也未有任何峰值，則需要采用定位技術分析信號的源頭，當鎖定該信號來自于開關柜時則要采取措施加以處理。當發現開關柜超聲波數據幅值處于6-20dB，則意味著開關中有局部放電現象，可以嘗試復測。在數據分析的基礎上，也要根據設備的具體性質、種類來實施對比對照，具體對照、比較他們的周期性數據，以及變化幅度，變化幅度大于10dB則應該集中注意，要深入觀察周圍有無干擾性信號，以及深入檢查開關柜有無問題和缺陷。

五、結語

綜上所述，10kV配網開關柜在運行過程中可能會出現放電與帶電問題，并且該問題會對10kV配網開關柜以及整個配網系統造成一定影響，因此相關工作人員要正確對待10kV配網開關柜放電帶電問題，綜合考慮開關柜所處環境、檢測技術、開關柜具體問題信息等多種因素采取相應的技術與防范措施，為10kV配網開關柜運行提供安全保障，創建良好安全的10kV配網運行環境。

參考文獻：

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