探討帶電檢測技術在開關柜絕緣故障檢測中的運用

謝 希

（國網重慶市電力公司 檢修分公司，重慶 404100）

0 引 言

我國城市化的快速發展對城市的基礎設施建設提出了更高的要求，而在基礎設施建設中，高壓開關柜一旦出現故障將會影響其電網的安全運行，從而對城市居民的正常生活造成影響。因此應該借助帶電檢測技術檢測開關柜絕緣故障，了解設備的運行狀況，并通過合理的分析與判斷，保證開關柜能安全穩定運行，進而保障電力系統的供電質量。

1 帶電檢測技術簡介

在開關柜的絕緣檢測中，帶電檢測技術是一種常用的電力檢測技術，借助一些檢測設備對帶電設備進行的現場檢測，可以檢測出開關柜的絕緣故障，但需要專業的檢測人員，屬于短時間的檢測。一方面，帶電檢測可以借助專業的檢測設備檢測電力系統中存在的隱患，分析存在的隱患并制定科學合理的停電檢修日期，以保障設備的后續運行。通過在設備運行中檢測其狀態可以減少因檢測不完善給電力系統帶來的損失，這種預防性試驗需要遵循一定的周期性，即在運行一段時間后進行停電，然后對開關柜等電力設備進行檢查，進而提高電力系統的安全運行水平。另一方面，在電力系統中利用帶電檢測技術可以對設備的狀態進行評估，可以超前防范事故隱患，降低事故的損失率，保證供電的可靠性，具有靈活、有效以及及時的特點，在保電工作中發揮了重要作用[1]。

2 開關柜出現絕緣故障的因素

2.1 開關柜設備線路絕緣故障

在電力系統的運行中，由于設備使用年限長遠或常規檢測不及時，都可能導致開關柜出現線路老化等問題，如果沒有及時對開關柜進行檢修，將導致在運行過程中出現絕緣故障，從而影響電力系統的正常運轉。

2.2 開關柜的制造工藝

開關柜的制造工藝也是其出現絕緣故障的重要因素，在制造過程中內部構建間距不達標、局部金屬尖端處理不完善以及開關柜中的某處螺絲出現松動等制造工藝都會影響絕緣水平，導致開關柜出現絕緣故障。

2.3 開關柜設備內部本身的因素

在開關柜設備的正常運行中，其隔離插頭一般都是正常的，但是長時間的運行可能會出現接觸不良或者接觸過載等情況，造成開關柜出現載流故障，進而出現觸頭燃燒和熔化等現象，使得開關柜的內部線路被破壞，從而出現絕緣故障。

2.4 其他因素

開關柜在運行的過程中如果被外力撞擊，加上一些外界自然條件的影響，都會造成開關柜出現絕緣故障，此外開關柜內部的誤動和拒動類故障也是其中常見的因素。一些開關柜在長時間的使用中由于沒有定期檢查機械，因此容易導致一些操作機構的機械出現故障，進而出現開關柜拒動的情況。

3 帶電檢測技術在開關柜絕緣故障檢測中的運用

3.1 常見的檢測技術

3.1.1 超聲波檢測技術

超聲波檢測技術可檢測放電頻率為10～1 000 kHz的電磁波信號。開關柜在運行的過程中可能會出現放電的情況，這種故障可借助超聲波檢測技術進行檢測。當開關柜局部發生放電時，導體表面的電荷就會發生快速移動，移動的電荷會以電磁波的方式進行傳遞，進而導致開關柜出現絕緣故障，這時可以利用超聲波的檢測方式檢測開關柜的局部放電情況，檢測其電磁波信號值，根據開關柜的放電情況確定開關柜的絕緣故障情況[2]。

3.1.2 暫態低電壓檢測技術

當開關柜因內部問題發生局部性放電時，在斷開面下，通過其內部導體的帶電粒子會部分遷移到開關柜表面，長此以往就會在開關柜的金屬面出現電壓，從而影響開關柜設備的正常運行。而暫態低電壓檢測技術就是借助傳感器接收電壓數據，然后利用專業的設備對接收到的數據進行分析，判斷開關柜中放電的電流量，進而判斷出現故障的位置和大小，并制定相應的解決方案[3]。

3.2 應用分析

帶電檢測技術是開關柜絕緣故障檢測的一種重要檢測手段。在具體應用過程中，不同檢測方式的應用也不同，下面將分析兩種帶電檢測技術的具體應用。

3.2.1 超聲波檢測技術的應用

超聲波檢測技術主要是通過確定故障的位置和大小，進而制定針對性的故障檢修方案。以某個變電站的開關柜絕緣故障檢測為例，在使用超聲波帶電檢測的過程中發現開關柜出現絕緣故障，分析其故障位置和具體情況發現測試的峰值達到8.5 mV，除有效值外，整個測試的周期性峰值超過25 mV達到26 mV，通過這些數據可以得知整個測試過程的相關頻率在50 Hz和100 Hz時，開關柜的局部放電比較明顯。如果在進行間隔測試時，超聲波測試儀測得的信號出現較大程度的增加，而且呈現出不規律性，那么這時要及時進行檢修。通過實際應用可以發現采用超聲波檢測技術進行絕緣故障檢測時，一定要結合放電現象進行判斷，然后采用針對性的方式進行維護。

3.2.2 暫態低電壓檢測技術的應用

在開關柜絕緣故障的檢測中，暫態低電壓檢測技術要根據開關柜的具體使用情況來測試暫態電壓。某一開關柜暫態電壓的檢測數據如表1所示。

表1 開關柜暫態電壓的檢測數據（單位：dB）

檢測之后要將檢測數據與原始數據或歷史數據進行對比，通過數據對比分析可以了解開關柜的局部放電情況。從表1數據可以看出測試的電壓數據值明顯偏高，說明開關柜存在局部放電的安全隱患。但是不能僅憑一次檢測就對一些故障進行確定，需要進行多次檢測之后，將所有的數據進行對比分析，然后判斷開關柜是否存在絕緣故障和局部放電故障等。因此，在開關柜的絕緣故障檢測中，借助暫態低電壓檢測技術可以確定其故障的大小和位置，進而快速提高檢測水平和質量。

3.3 具體案例

在電力系統的運行中，由于開關柜長時間受到內外各方面因素的影響，導致開關柜設備的絕緣不斷惡化，進而產生局部放電情況，因此要加強檢測。以某個變電站35 kV開關柜的暫態低電壓檢測為例，在檢測的過程中發現35 kV分段隔離開關柜的后柜超聲波測試數據異常超出標準，同時在檢測過程中有強烈的放電聲，初步判斷開關柜內的設備出現了絕緣故障，且故障的位置可能在隔離開關靜觸頭附近。35 kV開關柜局部放電檢測數據如表2所示。

表2 35 kV開關柜局部放電檢測數據

分析表2中的數據可知開關柜存在放電情況，初步判斷放電的位置應該就在隔離開關靜觸頭的附近，此時暫態低電壓檢測后需要檢修出現放電的位置。在檢修的過程中要先停電，停電后檢查開關柜設備隔離開關靜觸頭位置的情況，發現其觸頭的位置出現腐蝕有銅綠。根據實際情況判斷隔離開關靜觸頭出現放電情況的原因應該是由于近一段時間經常下雨，導致開關柜的外部環境過于潮濕，加上變電站處于山坡地帶，造成濕度較大，從而出現上述問題。對此需要對變電站開關柜進行除濕，通過通風保持開關柜環境干燥，同時也要定期檢查開關柜的周邊環境，當開關柜所處環境較為潮濕時可以增加一些除濕裝置，必要時增加除濕裝置的數量，保證開關柜處于干燥的環境，從而確保開關柜的安穩運行。

4 結 論

在電力系統中，開關柜如果出現絕緣故障會極大地影響整個電力系統的正常運行。局部放電問題成為開關柜運行的主要安全隱患，對此要加強對開關柜絕緣故障的檢測。借助帶電檢測技術對開關柜進行絕緣故障檢測，不僅可以提高其檢測的水平，而且還可以分析出出現絕緣故障的因素，制定相應的解決方案，同時也能快速定位開關柜的局部放電故障，操作方便、安全、快速且有效，提高了開關柜的檢修效率。