适用于中低压开关柜的状态检测技术研究与实践

盛赟烽++龙玺++蔡益州++袁科锋

摘 要：开关柜是维护电力系统安全运行的重要环节，开关柜运行状态的好坏直接影响着电力系统的运行质量。然而，在实际运行过程中，开关柜会因为种种原因而出现一些故障，这些故障如果不能及时发现，就会呈现蔓延之势，最终会带来巨大的危害。因此，研究开关柜的状态检测技术，及时解决开关柜运行过程中存在的问题具有非常现实的意义。本文就对适用于中低压开关柜的状态检测技术进行研究。

关键词：中低压开关柜 局部放电 状态检测

中图分类号：TM591 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（c）-0128-01

开关柜是电力系统中不可或缺的重要组成部分，其担负着维护电力系统可靠运行的重任。在实际应用过程中，开关柜会出现一些较为常见的故障，如机械故障、绝缘故障及温升故障等，这些故障对电力系统的有效运行带来了很大的影响。因此，加大对开关柜的检测力度，及时发现问题并积极解决，能够有效遏制故障的蔓延，避免造成更大的危害，从而有效维护电力系统的安全运行。中低压开关柜的状态检测有很多方式，最为常用的主要是基于暂态地电压的开关柜局放检测技术、基于超声的开关柜局部放电检测方法及基于超高频的开关柜局部放电检测方法等，下面就以局部放电检测方法为例，对开关柜的检测技术进行分析研究。

1 局部放电及暂态对地电压（TEV）

1.1 局部放电和电磁波

高压系统的组件在运行的状态下，其绝缘介质中存在着一些气泡或者杂质，这会使系统组件中的局部场强变大，出现局部放电的现象。如果无法及时发现并制止的话，放点就会快速蔓延、恶化，进而造成绝缘的损伤。时间一久，绝缘就会丧失介电性能，从而使高压系统在一个危险的状态下运行，随时都有可能发生事故，情节严重，后果不堪设想。另外，机械损耗也会引起局部放电，进而引起磁场的变化，而此时磁场也会相应地感应出电场。这样，交变的电场与磁场相互激发并向外传播，形成了电磁波。

1.2 暂态对地电压（TEV）

高压电气设备如果出现局部放电现象时，放电时所出现的电量则会聚集在与放电相邻的金属接地部分，故而，聚集形成电流脉冲现象。而聚集形成的电流脉冲则会沿着一个方向进行传播。

对于内部放电来说，当放电的电量聚集到了接地屏蔽的内部表面时，假如接地屏蔽层处于连续的状态时，就很难在外部检测到内部放电所产生的放电信号与电磁波的传播情况。与此同时，还会产生一个暂态电压，其会利用金属箱的外表面传播到低下。

2 局部放电检测方法的检测原理研究

当中低压电气设备出现对接地绝缘部分放电的现象时，导电系统与接地金属壳两者之间就会产生一些电容性的放电电量。而这个放电电量所持续的时间比较短，仅仅只有几纳秒的时间，故而，放电量也就有几兆分之一的库伦，放电量就非常的小。而在这样的情况之下，被检测的设备不能看做为一个整体，而被看作为传输线。其主要的特性则是由分布的电感与电容来决定的。

当局部放电情况发生时，电磁波就会从放电点出发，向四周外扩散。电磁波产生的电压越大，电流就越大。通常1000pC的放电可产生对地1到7伏持续10纳秒的电压。电压脉冲会通过金属壳的内表面进行传播，然后在开口、接头、盖板之间的缝隙处传播出来，进而传导到大地中，此时，通过利用电容性探测器就能够有效探测到放电脉冲了。

中低压开关柜局部放电在线检测定位技术通过利用暂态对地电压原理，来开展相应的开关设备局部放电状况监测及定位等工作。通过利用单只电容耦合式探测器，来开展监测工作，对放电点发出的电磁波瞬间脉冲所经过的时间来确定放电活动的位置，然后对电磁脉冲到达每只探测器需要花费的时间进行比较分析。当其中一个通道首先被触发时，系统就会发出指示，这就表明相应的探测器放电点的电气距离较近。值得一提的是，脉冲的传播速度非常快，因此必须要有效分辨出非常微小的时间差。

3 放电幅值（pC）与系统读数（dB）的关系

通过分析可知，传统的检测方法是通过对高压电器设备中的放电损失电荷进行检测而完成的，这种方式较为麻烦，在应用过程中需要一些准备措施。而局部放电检测技术采用对数单位（dB）来表示放电的强度。不仅如此，局部放电检测技术也有效解决了传统检测技术中只能够反映出放电时电压变化，脉冲实际经过的路径对测量结果没有影响的不足，能够更加精确地找到放电点的位置，进而能够更有效地解决安全隐患。虽然在应用过程中会存在着一些影响因素，但是局部放电检测技术还是能够有效检测放电点附近的脉冲信号，进而能够反应出放电活动的绝对强度。可以说，局部放电检测方法是一种较为实用的检测方法。

4 结语

通过利用中低压开关柜局部放电检测技术，能够非常有效低检测出系统运行中出现的局部放电活动，而不必像传统的检测方法一样，需要嵌入设备中，同时也免去了提供高压测试电源的麻烦，且具有非常好的抗干扰能力，是一种非常高效的检测技术。

参考文献

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[2] 刘云鹏，王会斌，王娟，等.高压开关柜局部放电UHF在线监测系统的研究[J].高压电器，2009（1）.endprint