Unigear ZS1开关柜的局放测量试验

陈天鑫

（厦门ABB开关有限公司，福建 厦门 361006）

局放测量指在电场作用下绝缘系统中部分区域发生放电，没有贯穿在施加电压的导体之间。绝缘中的某些薄弱部位在高电场作用下发生局部放电是普遍存在的现象，在一定的条件下会导致绝缘的劣化或击穿。在产品运行过程中绝缘材料会受到高温、高压、油污、化学物质、振动等各方面的作用，绝缘性能会不断恶化。反之局放对绝缘的恶化起到推动作用，最终可能导致导体之间的击穿或短路。

（一） 视在放电电荷qa 在发生局放时，施加电压的两端可能出现的脉动电荷称为视在放电电荷。在一个试品中可能出现重复的视在放电电荷，通常以稳定出现次数最多值最大的视在放电电荷即为该试品的放电量。

（二） 放电重复频率N 在测量时间内，每秒出现放电次数的平均值称为放电重复率，单位为/s 。实际上受到测试系统灵敏度和分辨能力所限，测得的放电次数只能是视在放电电荷大于一定值时放电间隔时间足够大的放电脉冲数。

（三） 起始和熄灭电压当施加电压逐渐增大，到达能观察到局部放电时的最低电压值，为起始放电电压。当外加电压逐渐减少到没有局部放电时，这时的施加电压值就是放电熄灭电压。

（四） 背景噪声水平是在局放试验中检测到的外部干扰信号。可能包括测试系统中的白噪声和其他回路的连续或脉冲信号。或有其他设备的电源操作、附近的高压源、或是系统本身所具有的噪声等引起。有些是通电后才触发的，这种干扰现象会随电压值升高而增大。

UniGearZS1开关柜的局放测量试验是根据GB 3906要求下进行的，参考所收集的判定方法和数据进行的研究和探索。产品从绝缘相间距与局放量要求（表1-相间距与局放量要求），额定电压等级越高其局放要求越苛刻，相间距小容易出现局放现象。而从产品整体设计来分析，影响因素按部件分有套管、铜排、静触头盒、断路器、CT、传感器等；按材料成分有环氧树脂、铜、ABS、DMC、BMC、SMC、PC等。

依 据 标 准 DL/T 404-2007 GB/T 11022-2011 GB 3906-2006 GB 3906-2006

额定电压等级（kV） 相间隙（mm）工频耐压值（kV） 1.1Ur局放值（kV） 1.1Ur局放要求值（pC） 1.1Ur/√3局放值（kV）1.1Ur/√3局放要求值（pC）

3.675253.961002.2810

7.2100307.921004.5710

121254213.21007.6210

241806526.410015.2410

设备名称施压方式试验电压（kV）试验时间（min） 允许局放量（pC） 参考标准

交接值运行值

干式变压器（10kV） 自激 1.1Um 603030 GB1094.3-2003

1.1 Um/√3603030

干式变压器（35kV） 1.1Um 605050 GB1094.3-2003

1.1 Um/√3605050

套管外施 1.05UN/√3 >11020 GB/ T4109-2008

固体绝缘互感器外施 1.2Um/√3 >120100 GB 1207-2006GB 1208-2006

（一） 电晕放电，如铜排导体加工过程中存在的毛刺和尖端导致的局部放电现象。一般在主回路周围容易出现的放电现象，我们一般称这种为电晕。当尖端电极周围的电场强度30kV/cm或更高时会产生。对于空气绝缘开关柜的绝缘体表面的污垢、水分和灰尘是比较容易出现电晕现象。

（二） 绝缘体与导体接触面之间的气隙，可能是在产品生产过程中留下来的，也可能是材料本身的热胀冷缩出来的。这种现象大都出现在元器件本体上，元器件的导体与环氧树脂材料衔接部分最为薄弱。材料介质不同特别是金属导体与绝缘介质的膨胀系数差异，可能会出现裂缝或气泡。气隙中分配的电场场强高，而本身的击穿场强低，带着在气隙中会产生放电。

（三） 浇注绝缘气体中的缺陷，如绝缘材料存在的气泡、裂纹等产生的局部放电。这种缺陷时由于内部气泡或裂纹的情况不一，导致在局放测量时所观察到的响应波形不一致，局放值在一定电压下始终存在无法熄灭。环氧树脂材料制造的可能存在工艺缺陷等问题导致。如此一来只要绝缘体受到高电压作用，就有发生局部击穿或者重复性击穿的可能性。

（四） 悬浮电位放电的形式是指高压设备中主回路断开，造成该部件位于高压电极与低压电极之间并根据其位置的阻抗比获得分压发生放电，称为悬浮电位。

上述试验判定是能够定性地找出问题的方向，到实际试验过程中还可以通过如下几个途径进行进一步验证。第一，横向对比法，即对相同柜型的测量结果做比较，如果其中一台的检测结果偏差大，则确定存在缺陷；第二，趋势分析法，分析同柜型在不同试验状态下的测量值，从而进行纵向比较来判定产品的缺陷点。如果整个回路局放值偏大，可以分段进行验证对，根据不同状态的测量值再进行比较；第三，阈值比较，即提供判断阈值将其与开关柜的检测结果做出比较，分析结果判定开关柜的状态。在试验过程中发现局部放电的因素参见。

序号 问题 措施

1 夹在铜排和螺丝间的残留物 更换安装工具

2物料标签翘边与带电体离太近 供应商将图号打印方式

3 铜排或螺丝上涂抹油脂太多 要求油脂薄且均匀

4 铜排抛光后的铜屑表面有尖端 清洁铜排、绝缘皮与铜排交界处。

5 塑料螺丝裂和表面毛刺 安装前清洁物料

6 物料表面有污渍物 供应商将图号打印方式

7 CT一次端螺丝孔脏 清洁螺丝孔

8 CT极性标签纸破损 供应商更改标注方式。

总之，局部放电测量试验体现出了一系列的系统复杂性，要优先排除外部条件的影响后再进行试验。在实际的试验过程中选择合理、有效的检测方法，确保开关柜的局放试验满足要求。

[1]幸晋渝，刘念.高压开关柜的在线监测与故障诊断技术[J].四川电力技术，2004.