10kV開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)方法研究

曹煬 彌瀟 陳家喻

摘要：10kV配網(wǎng)的運(yùn)行安全與穩(wěn)定在很大程度上取決于10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜工作運(yùn)行狀態(tài)，運(yùn)行質(zhì)量更是關(guān)系到配網(wǎng)安全，基于10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜在配網(wǎng)系統(tǒng)中的重要性，本文主要探討10kV開(kāi)關(guān)柜局部放電故障的帶電檢測(cè)診斷工作，提高帶電檢測(cè)的準(zhǔn)確性、可靠性。本文還主要分析了10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜局部放電帶電檢測(cè)的有效方法。

關(guān)鍵詞：10kV;開(kāi)關(guān)柜;帶電檢測(cè)

10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜是配電網(wǎng)中的重要組成部分，10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜在運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)放電及帶電問(wèn)題，該問(wèn)題會(huì)直接影響10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行的安全性與可靠性，存在很大的危害性。其危害性主要表現(xiàn)在開(kāi)關(guān)柜設(shè)備被擊穿的危害，開(kāi)關(guān)柜局部被擊穿的危害，開(kāi)關(guān)柜絕緣系統(tǒng)被擊穿的危害性等。10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)主要有超聲波檢測(cè)技術(shù)、地電波檢測(cè)技術(shù)，筆者結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，探討了10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜局部放電帶電檢測(cè)的有效策略。

1 10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜局部放電帶電現(xiàn)象的危害性分析

1.1 開(kāi)關(guān)柜設(shè)備被擊穿的危害性

在10kV配網(wǎng)及開(kāi)關(guān)柜設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)擊穿以及絕緣放電現(xiàn)象，而該現(xiàn)象發(fā)生后易產(chǎn)生較強(qiáng)腐蝕性，進(jìn)而對(duì)開(kāi)關(guān)柜設(shè)備造成局部損傷或者腐蝕，增強(qiáng)開(kāi)關(guān)柜設(shè)備絕緣體的導(dǎo)電性，從而造成10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜設(shè)備被擊穿的狀況，影響整個(gè)10kV配網(wǎng)的運(yùn)行安全。

1.2 開(kāi)關(guān)柜局部被擊穿的危害性

在10kV配網(wǎng)運(yùn)行中，開(kāi)關(guān)柜局部放電會(huì)引發(fā)放電處絕緣體被擊穿。開(kāi)關(guān)柜絕緣體局部被擊穿不僅會(huì)危害開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)與功能，同時(shí)還對(duì)10kV配網(wǎng)的整體運(yùn)行造成一定威脅。

1.3 開(kāi)關(guān)柜絕緣系統(tǒng)被擊穿的危害性

10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜局部被擊穿，若不及時(shí)加以檢修，長(zhǎng)此以往將會(huì)在10kV開(kāi)關(guān)柜的放電點(diǎn)以及放電部位形成積累效應(yīng)，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜絕緣系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰現(xiàn)象，嚴(yán)重的話(huà)會(huì)造成開(kāi)關(guān)柜絕緣系統(tǒng)徹底被擊穿，從而影響10kV配網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

2.10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)

2.1超聲波檢測(cè)技術(shù)

在實(shí)際檢測(cè)中，以GZPD-01G型局部放電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為核心平臺(tái)，局部放電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)是目前業(yè)內(nèi)公認(rèn)的最有效的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，每個(gè)局部放電采集器通過(guò)同軸電纜連接一個(gè)GIS局放傳感器，即為數(shù)字化超高頻-UHF傳感器，控制器通過(guò)多芯電纜與數(shù)據(jù)服務(wù)器連接。

在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，該技術(shù)嚴(yán)格按照國(guó)家電網(wǎng)公司頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“Q/GDW540.1變電設(shè)備在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置檢驗(yàn)規(guī)范”設(shè)計(jì)，通過(guò)中國(guó)電科院電力工業(yè)電氣設(shè)備質(zhì)量檢驗(yàn)測(cè)試中心最嚴(yán)格的型式試驗(yàn)，產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性已達(dá)最嚴(yán)格的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn);采用“噪聲統(tǒng)計(jì)分析”方法配合軟硬件濾波，屏蔽等手段，對(duì)于常見(jiàn)的放電干擾可以及時(shí)確定頻段的干擾信號(hào)進(jìn)行有效抑制，對(duì)于重復(fù)出現(xiàn)的干擾信號(hào)，可以根據(jù)信號(hào)的波形特征、頻譜特征和工頻相關(guān)性進(jìn)行識(shí)別和消除;具備異常報(bào)警功能，根據(jù)局部放電嚴(yán)重程度給出不同的報(bào)警級(jí)別，進(jìn)而提高10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜局部放電帶電檢測(cè)的綜合質(zhì)量水平。

2.2地電波檢測(cè)技術(shù)

在10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜局部放電的過(guò)程中，放電量會(huì)大量聚集在接地點(diǎn)相鄰金屬部位，進(jìn)而形成對(duì)地電流，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備金屬表面上的電流傳播。針對(duì)10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部放電而言，其放電量會(huì)聚集在接地屏蔽的內(nèi)表面，形成屏蔽連續(xù)的防護(hù)膜，使得在開(kāi)關(guān)柜設(shè)備外部無(wú)法檢測(cè)到內(nèi)部放電信號(hào)，這種屏蔽防護(hù)膜一般會(huì)在設(shè)備絕緣部位和電纜絕緣終端等位置存在不連續(xù)屏蔽現(xiàn)象，開(kāi)關(guān)柜設(shè)備內(nèi)部放電信號(hào)會(huì)以此通道傳播到設(shè)備外部。而地電波檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用這一原理，依托于麥克斯韋電磁場(chǎng)研究理論，在局部放電的過(guò)程中由于電流、信號(hào)的流向引發(fā)電場(chǎng)變化，形成磁場(chǎng)，磁場(chǎng)和電場(chǎng)相互感應(yīng)和相互激發(fā)，進(jìn)而形成對(duì)外傳播的電磁波。

在10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜局部放電的過(guò)程中，一部分電能量轉(zhuǎn)化為電磁波傳播到開(kāi)關(guān)柜設(shè)備外部的金屬表面，開(kāi)關(guān)柜連接地面，使得電磁波在開(kāi)關(guān)柜外表面感應(yīng)出高頻電流，利用電容耦合即可測(cè)出放電脈沖信號(hào)。相比于超聲波檢測(cè)技術(shù)而言，地電波檢測(cè)技術(shù)更為方便準(zhǔn)確，保證檢測(cè)質(zhì)量的同時(shí)還降低檢測(cè)成本，值得被推崇。

3.10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜局部放電帶電檢測(cè)的有效策略

3.1科學(xué)合理的設(shè)計(jì)10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜

在我國(guó)電力事業(yè)快速發(fā)展的情況下，國(guó)家對(duì)電網(wǎng)建設(shè)給予了高度重視，特別是配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜的合理運(yùn)用，必須注重放電狀態(tài)時(shí)的安全性，才能更好的保障電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。因此，想要保證10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜后期的正常運(yùn)行，相關(guān)運(yùn)維檢修人員必須對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，是非常重要的基礎(chǔ)條件。

3.2重視10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行前試驗(yàn)

在正式使用10kV配網(wǎng)之前，相關(guān)運(yùn)維檢修人員應(yīng)對(duì)其運(yùn)行前的試驗(yàn)工作給予高度重視，嚴(yán)格按照相關(guān)要求進(jìn)行，并以電力標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求為基準(zhǔn)，才能在通過(guò)耐壓試驗(yàn)，確保10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜放電得到比較仔細(xì)的檢測(cè)。所以，在實(shí)踐操作中，只有確保試驗(yàn)通過(guò)，并且，其各個(gè)方面都能符合相關(guān)電力規(guī)定和國(guó)家政策指標(biāo)，才能將該10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜設(shè)備正式應(yīng)用到配網(wǎng)系統(tǒng)中。

3.310kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜的后期檢修和維護(hù)技術(shù)

根據(jù)當(dāng)前電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況來(lái)看，局部放電情況，是10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜在運(yùn)行過(guò)程中不可忽視的問(wèn)題，其能產(chǎn)生的影響不可小視。因此，想要有效保證10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜放電時(shí)的運(yùn)行安全，相關(guān)運(yùn)維檢修人員必須定期對(duì)其開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行檢測(cè)，是避免放電引起安全事故的有效方法。如果在檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中存在局部放電情況，應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取正確檢修方式，并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)防措施。同時(shí)，維護(hù)10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜也是應(yīng)當(dāng)重視的環(huán)節(jié)，開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)行動(dòng)態(tài)應(yīng)當(dāng)時(shí)刻關(guān)注，保證開(kāi)關(guān)柜設(shè)備的正常性能，以有效保證開(kāi)關(guān)柜的使用常年，為供電企業(yè)降低投入成本。

另外，隨著我國(guó)科技技術(shù)的進(jìn)步，在維護(hù)和檢修10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜局部放電的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)合理采用當(dāng)前新型檢修設(shè)備，并不斷對(duì)檢修和維護(hù)技術(shù)加以改革和升級(jí)，以有效保證開(kāi)關(guān)柜局部放電的維護(hù)和檢修質(zhì)量，達(dá)到10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜設(shè)備正常運(yùn)行的目的。

3.4優(yōu)化10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜的放電帶電檢測(cè)在不同環(huán)境下的操作

如果10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜設(shè)備在環(huán)境污穢的情況下進(jìn)行，會(huì)因此而增加其電阻值，如果此時(shí)利用TEV法來(lái)檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜局部放電情況，可能會(huì)出現(xiàn)推算值產(chǎn)生誤差的情況，要么數(shù)據(jù)會(huì)偏小，要么會(huì)檢測(cè)不出，所以，此時(shí)利用超聲波檢測(cè)法是比較適宜的。10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜如果在情況比較潮濕的環(huán)境下，其設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，并會(huì)加快其聲音的傳播速度，在這種情況下要對(duì)開(kāi)關(guān)柜放電情況進(jìn)行檢測(cè)，如果使用超聲波檢測(cè)法，會(huì)出現(xiàn)推算結(jié)果偏大的情況，而TEV檢測(cè)法卻能在該環(huán)境下發(fā)揮有效的作用。另外，TEV檢測(cè)法應(yīng)當(dāng)優(yōu)先適用于高海拔條件下的檢測(cè)，因?yàn)樵摰貐^(qū)空氣比較稀薄，其傳播聲音的速度相對(duì)較快，聲能隨之增加，所以，如果要對(duì)開(kāi)關(guān)柜局部放電情況進(jìn)行檢測(cè)，應(yīng)當(dāng)采用TEV檢測(cè)法。

參考文獻(xiàn)

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