開關柜局部放電帶電檢測技術的運用

摘要：伴隨著現代電力系統完善程度、先進程度的持續提升，開關柜在其中發揮著不可或缺的功能。現實中，開關柜內部的大量電氣設備往往會由于熱、光等因素，而發生化學反應，從而導致了電氣設備故障的產生，進而阻礙了電力設備的平穩、正常運行。基于此，積極開展開關柜局部放電檢測工作，對于確保電力系統的高效、持續運行，進而推動現代電力事業的蓬勃發展，具有現實意義。

關鍵詞：開關柜;局部放電;帶電檢測;電力系統

一、帶電檢測技術在開關柜局部放電檢測中應用的必要性分析

從電力系統的日常運行方面來講，開關柜在電力系統的配電、發電、電能轉換和輸電等環節都發揮著難以替代的功能。綜合現代電力企業的發展現狀來看，沒有開關柜，電力企業的正常經營必將受到阻礙。通常來講，有關開關柜的系列檢測工作，大多是發生在斷電情況下的，針對開關柜局部所進行的放電帶電檢測普遍偏少。基于開關柜具有六年的預防性實驗周期，在每一周期內要實現對開關柜真實狀況的詳細掌握是十分不易的，從而導致與開關柜相關的檢測工作難以高效實施。開關柜內部問題難以及時獲得檢修和維護，最終故障產生也是在所難免的。并且，電力設備即使在運行中出現故障，也難以被工作人員察覺，從而使得電力系統運行安全性、穩定性很難得到保證。綜上所述，應進一步提升對全部開關柜放電的檢測力度，從而實現對開關柜局部及內部設備真實的放電變化狀況的掌握，并提前準備好防范事故發生的措施，最終為電力系統運行的平穩性、效率性提供保障。

二、帶電檢測技術

相對脈沖電流法等傳統檢測法，局部放電帶電檢測法屬于間接性檢測法。其實通過檢測局部放電伴生現象而實現檢測放電現象的檢測方法。目前，電力系統中針對開關柜局部放電檢測方法主要有暫態地電位和超聲波檢測兩種運用較多。

2.1暫態地電位檢測技術

當開關柜發生局部放電現象時，放電產生的帶電粒子會快速地由帶電體轉移至接地的非帶電體，并在非帶電體上產生高頻電流行波，電流行波以光速向各個方向擴散。由于集膚效應，電流行波僅集中于開關柜金屬內表面而不會直接穿透金屬柜體。但是當在電流行波傳播方向出現金屬斷開或者絕緣連接處時，電流行波會由金屬柜體的內表面轉移到外表面，并以電磁波形式向自由空間傳播，且在金屬柜體外表面產生暫態地電壓（TransientEarthVoltage），地電波的范圍通常在1mV直至1V之間，可以采用專門設計的暫態地電壓傳感器進行檢測。暫態地電壓檢測傳感器類似于耦合電容傳感器，當傳感器檢測到快速變化的暫態地電壓時，將檢測信號傳遞給檢測設備處理單元，運算處理后得出局部放電量大小。

2.2超聲波檢測技術

電力設備在放電過程中會產生聲波。從能量的角度來看，放電是一個能量瞬時爆發的過程，是電能以聲能、光能、熱能、電磁能等形式釋放出去的過程。在空氣間隙中發生電氣擊穿時，放電瞬時完成，其電能瞬時轉化為熱能導致放電中心氣體的膨脹，這種瞬時膨脹的結果以聲波的形式傳播出去，就是最初的聲源，隨著最初的聲波傳播，傳播區域內的氣體被加熱，形成一個等溫區，其溫度高于環境溫度。當這些氣體冷卻時，氣體又開始收縮，收縮的結果就是較低頻率和強度的后續波，它可以是可聞聲波或超聲波。放電產生的聲波的頻譜很寬，可以從幾十赫茲到幾兆赫茲，其中頻率低于20kHz的信號能夠被人耳聽到，而高于這一頻率的超聲波信號必須用超聲波傳感器才能接收到。根據放電釋放的能量與聲能之間的關系，用超聲波信號聲壓的變化代表局部放電所釋放能量的變化，通過測量超聲波信號的聲壓，可以推測出放電的強弱，這就是超聲波信號檢測局部放電的基本原理。

2.3現場聯合檢測技術

該技術作為一項運用較為廣泛的開關柜放電檢測技術，其與暫態地電壓檢測技術、超聲波檢測技術相比，檢測的全面性和詳盡性更高。現場聯合檢測技術是一項綜合性較強的檢測技術，其通過有效結合超聲波、暫態地電壓檢測兩項技術的優點，實現了對多項檢測技術的整合運用。

舉例來講，在憑借該技術檢測電壓在十到三十五千伏的帶電開關柜時，首先，憑借暫態地電壓檢測技術檢測帶電開關柜，在對現場干擾進行合理排除之后，開展測量工作。為使測量數值的精準度得到確保，測量人員會在開關柜局部較易發生放電的部位放置一些放電測試儀。在測量數值出來后，參數值通常是開關柜前后金屬門及內部所測試的信號平均值。在憑借暫態地電壓技術發現開關柜的異常情況后，其次，憑借超聲波檢測技術對異常情況進行深入確定，從而對開關柜局部發生放電問題的具體位置進行確定。在開展超聲波檢測工作時，應在開關柜的縫隙處放置超聲波傳感器設備，如此一來，信號的傳播和接收將更為便捷。檢測操作完成后，檢測人員應詳細分析檢測數據，分析并計算開關柜局部發生放電問題的準確位置及原因。

2.4 開關柜局部放電檢測技術的運用實例分析

以下從兩方面出發對該技術運用的實例進行了詳細分析：

2.4.1 實例一

當發覺變電站內電壓為十千伏的開關柜內部存在噪音問題時，憑借超聲波及暫態地電壓檢測技術對開關柜局部的放電部位進行檢測都是可以的。首先，選用便攜式的局部放電測試儀檢測開關柜的局部放電情況，如果發現測量數值與實際不太古河的情況時，應運用局部的放電定位儀，精確定位開關柜內部的故障設備及其嚴重程度，然后，通過制定和實施有效的應對措施實現對電力系統運行平穩性、安全性的提升。開關柜 TEV測量數值的大小通常和不同電壓的等級及測量位置之間存在緊密聯系。在對開關柜的檢測位置進行確定時，首先應該估計信號能夠通過的路徑，盡量實現對設備各組成部分的有效測量，并且檢測點應放在信號出現機率最大的位置。

2.4.2 實例二

在變電站的常規巡視過程中，發覺電壓三十五千伏、型號ZN90-40. 5 /1250 多個開關柜發生了異常的聲響，然而難以判別是哪一個位置出現了放電現象、放電嚴重程度怎樣。通過放帶電檢測之后，發覺三十五千伏的開關室內背景的分貝數非常高，特別是柜內的穿板套管處，分貝數最高，因此，可以初步將放電部位確定于柜內的穿板套管部位。之后，經過檢修得出，柜內的絕緣支撐部位因為長期暴露于潮濕的環境下而受潮出現了放電現象，通過對母線的耐壓試驗發現，耐壓值僅僅在三十千伏上下。檢測人員立即判別內部的絕緣支撐部位出現了放電現象，然后對其進行干燥處理。

三、結語

綜上所述，增強對開關柜局部放電檢測技術的研究、運用在促進電力系統運行平穩性、效率性方面發揮的作用不應忽視在測量結果的分析方面，該技術通常運用在比較性測量中。開關柜局部放電檢測技術可以初步判斷設備的絕緣狀態，從側面反映設備的運行狀況，而且可以有效發現一些傳統試驗方法無法發現的放電缺陷，保障電網的穩定運行，具有較好的有效性和實用性。

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作者簡介;趙楠（1990.02），性別：女;籍貫：天津寧河;民族：漢;學歷：研究生、碩士;職稱：中級工程師;研究方向。