一起10 kV開關柜表面氣隙放電缺陷分析

魏澤民，周 迅，錢 昊

國網嘉興供電公司，浙江 嘉興 314000

0 引言

隨著我國國民經濟的快速發展，工廠和企業對供電的可靠性和穩定性都有更高的要求。這就要求供電企業加強對配電網的優化，其中開關柜起到了不可忽視的作用。供電企業需要加強對開關柜的檢測與缺陷分析，通過分析及時發現并解決故障，以保證電能的安全、穩定輸送。

1 開關柜帶電檢測方法

開關柜帶電檢測的方法主要有暫態地電壓檢測法（Transient earth voltage,TEV）、超聲波檢測法（Acoustic emission,AE）、特高頻檢測法（Ultra high frequency,UHF）和紅外精確測溫法等[1-2]。當開關柜內部發生局部放電時會產生電磁波，由于集膚效應的存在，電磁波將沿著開關柜內的金屬表面傳播，并在金屬表面的縫隙處或與非金屬的銜接處（如觀察窗）向外擴散。暫態地電壓檢測法就是利用電磁波向外擴散時通過貼面電容原件檢測產生的地電波，發現內部放電缺陷[3-4]。超聲波檢測法是利用超聲傳感器檢測電磁波傳播過程產生的機械振動，從而發現內部放電缺陷。特高頻檢測法是通過特高頻傳感器檢測內部的特高頻信號，從而判斷內部放電故障。紅外精確測溫則是通過檢測放電時的發熱現象，來發現開關柜的內部故障。

2 開關柜帶電檢測流程

2.1 開始檢測

對于開關柜的超聲波檢測，針對開關柜的前柜，選擇中柜和下柜進行檢測；針對開關柜的后柜，選擇上柜、中柜和下柜進行檢測[5]。如果是頂頭的開關柜，需要在側柜的上柜、中柜和下柜進行檢測。在檢測的過程中，檢測人員需將非接觸式傳感器與大地保持水平，沿著開關柜柜門縫隙進行檢測；在主機的連續模式下，觀察檢測信號變化，并在佩戴的耳機中仔細聽有無高頻次和持續性的聲音信號[6]。當發現所檢測的信號明顯高于背景信號時，進行多次重復檢測，并查找信號最大值的點。

2.2 異常分析流程

（1）發現異常放電信號：在對開關柜進行帶電檢測的過程中，如發現明顯高于背景干擾的異常信號，要通過切換通道和調節增益，使信號清晰、明顯地顯示在儀器上。

（2）放電信號分析：通過查看異常信號的幅值圖譜、相位圖譜和波形圖譜等，比對各種放電類型的典型圖譜，對所測得的信號進行分析、判斷，初步確定放電類型。

（3）對所測信號命名并保存：將所測得信號圖譜按照所處開關柜的設備編號進行命名（如10 kV 某開關柜后柜左上），作為該開關柜局部放電缺陷分析的依據。開關柜帶電檢測異常診斷流程圖如圖1所示。

圖1 開關柜帶電檢測異常診斷流程圖

3 某10 kV開關柜表面氣隙放電缺陷分析

2020年11月23日，在10 kV某線56開關柜檢測到超聲波異常放電信號，最大幅值約20 dB，暫態地電壓、特高頻檢測信號正常，超聲波檢測到的最大點位于開關柜柜后電纜倉，經分析判斷放電源位于C相穿墻套管處，根據所測得放電信號的圖譜分析，其放電類型具有間隙放電特征，并在現場能明顯看到放電現象。建議立即停電，進行檢修處理。

（1）超聲波檢測。超聲波檢測相關圖譜及說明如圖2所示。由圖2可知，超聲波圖譜具有局部放電特征，根據波形圖譜和相位圖譜判斷放電類型具有間隙類放電特征，最大值幅值約20 dB。

圖2 超聲波檢測數據

（2）暫態地電壓檢測。暫態地電壓檢測數據如表1所示。由表1可知，暫態地電壓測試值低于國家標準值，測試正常。

表1 暫態地電壓檢測數據 單位：dB

（3）特高頻檢測。特高頻PRPS&PRPD圖譜如圖3所示。從圖3可以看出，特高頻檢測結果正常。

圖3 特高頻PRPS&PRPD圖譜

（4）停電檢修。2020年11月24日，對10 kV某線56開關柜進行停電檢修，經過拆解后的C相穿墻套管如圖4所示。從圖4中可以看到明顯的放電痕跡，放電點被灼燒、碳化。

圖4 拆解后的C相穿墻套管處

現場將穿墻套管進行更換處理，并對導線噴涂絕緣材料強化絕緣，送電后再次進行超聲檢測，檢測結果無異常，該放電缺陷得以消除，有效地避免了事故的發生。

4 結束語

文章通過介紹開關柜帶電檢測技術及流程，并利用帶電檢測技術對一起10 kV開關柜表面氣隙放電缺陷進行分析，從而成功避免了一起開關柜事故的發生，提高了用戶的供電可靠性，具有良好的經濟效益和社會效益。