开关柜潜在放电性故障快速诊断系统的开发与应用

董建玲 郭永凯 滑勉 林选 李昊阳

摘要

对于高压开关拒局部放电综合诊断，一般是去发现主要的四种放电现象，即电晕放电现象、悬浮电位放电现象、沿面放电现象以及内部放电现象，采用的方法主要有TEV地电波检测技术、AE/AA超声波检测技术、UHF特高频检测技术，在检测过程中，因现场环境的不同及各种干扰，采用单一的检测方法并不能全面、客观、真实的反映设备的运行状况。基于此，综合运用不同检测方法，通过相关软件对测试数据进行专业分析的方法来开展高压开关柜局部放电综合诊断工作，更能有效反映高压开关柜潜在放电性故障及内部绝缘劣化的问题，呼之欲出一款局放神器一基于多信号同步处理技术的开关拒局放智能诊断仪。

【关键词】开关拒 局放诊断

1 开发背景

（1）开关柜一作为接受与分配电能之用，是向配网/用户供电的直接设备，是配电网中重要的电力设备，当高压开关柜发生故障后会造成严重后果，比如像开关柜内设备因绝缘劣化而导致的开关柜爆炸、引发火灾等事故，从而造成重大经济损失，影响电网的可靠供电性。

（2）高压开关柜在日常的运行中出现的故障究其原因多与绝缘性、导电性和机械方面有关。据某省电网对开关柜设备故障的统计结果发现绝缘与载流故障比率约占60%以上，而绝缘与载流故障都与放电现象密切有关，根据实际运行经验，发生故障前在事故潜伏期内应该都可能有放电现象产生，局部放电既是征兆也是导致绝缘劣化、发生绝缘故障的主要原因。酉己网开关柜依靠以往的巡视、试验和检测技术，往往难以达到及时掌握设备缺陷的要求。传统的停电预防性试验主要是依靠耐压试验等进行绝缘性能检查，由于高压开关柜预防性试验周期的时间间隔较长，一般为1～3年，很难发现在两次预防性试验时间间隔之间发展的绝缘缺陷，这都容易造成绝缘不良事故;在带电检测方面，采用较多的非接触检测方法，如红外等技术，对于变压器、避雷器等敞开式设备的检测效果非常好，但对于开关柜这种封闭式设备，因为有外壳屏蔽，效果不太理想。因此，局放检测就成为了我们对高压开关柜设备绝缘状况监测的重要技术手段。

高压开关柜内部结构错综复杂，各类设备交错不一，产生局放的原因多种多样，主要表现有：绝缘部件内部存在杂质或气泡、一次元件积污、受潮、绝缘尺寸或安装的绝缘间隙不够、导体接触不良、电缆头制作不合格、绝缘子开裂等等。

（3）开关柜目前检测技术及表现。

1.开关柜暂态地电压TEV检测、超声波检测AE/AA检测、特高频UHF检测;

2.三项检测技术相对独立，不可同步完成，工作步骤复杂、耗时长;

3.现局放检测工作表现为：检测步骤一繁，问题查找-难。

2 开发项目概况

基于前述背景情况及现行检测技术手段的应用表现，一款能够做到综合施效的开关柜局放智能诊断仪也就应运而生。

2.1 项目简介

开关柜潜在放电性故障快速诊断系统具备带电检测和停电检测两大模式，由数据采集处理、智能升压、APP测控智能诊断终端三大模块构成，具备暂态地电压TEV、超声波检测AE、特高频UHF三种信号“3×N”多柜同步检测功能;可自动升降压完成交流耐压及局部放电起始、熄灭电压测试;采用三种放电信号的同时域特征分析方法，智能诊断放电性质;带电检测、放电诊断、智能升压操作可通过APP一键完成，省时省力、轻便快捷。

（1）创新点为，一是采用无线WFI技术，实现局放、耐压试验远程操作;二是首次提出和应用三种局放信号同步采集、同时域处理;三是首次在局放带电检测检测中引入起始、熄灭电压辅助诊断方法;四是实现智能升降压操作，可以通过设定电压或局放量，自动升降压操作或断电（目前不接地系统中，开关柜的保护比较单一，主要就是过电流保护，这种保护都是事故后的自动切断，因为保护范围的影响，对于开关柜本身故障的灵敏度比较差;局放量保护，可设定多段限值，对应报警、跳闸等反应动作，有利于事前预防、检查，一定程度上可以弥补开关柜母差保护的空白）;五是首次应用三种局放信号同时域特征图谱分析及诊断方法。

（2）安全性上，无线非接触完成检测及升压，人员均可远离带电体，人员安全有保证;智能升压模块操控调压器具备告警、自动降压、自动断电等保护功能，技术防护功能强;智能升压模块可根据局放信号智能升降压，试验电压低于设备绝缘水平，避免对设备绝缘造成损伤，设备安全有保障。

（3）远程无线对多面开关柜同步完成局放检测，节省工作时间;综合三种信号智能诊断放电类型，避免人为主观判断误差，确保设备“零缺陷”运行，体现了很好的经济性。

（4）远程无线带电检测模块适用于所有型号开关柜、配电柜及环网柜等带电检测工作;无线控制调压器模块可对所有型号调压器进行改装，体现了很好的实用性和可推广性。

（5）有力解决了常规工作中的痛点：常规检测步骤繁琐、耗时长，由人为主观判断放电类型，误差大，调压工作由人员人工操作，无法完成精细化调压。

2.2 项目应用及推广前景

对国网临汾供电公司所辖变电站的开关柜进行应用，对判断局放异常的开关柜进行跟进检修，对发现问题及判断准确验证率达92%以上，可以做到“抓得到，抓得准”。如图1、图2所示。

3 结束语

电力的可靠供应在国民经济生活中举足轻重，开关柜作为电力系统中不可或缺的重要设备，保障它的安全稳定运行有着重要意义，用最新的智能化设备去预防性的给它做“體检”，力求在成为问题之前去发现问题，消除缺陷、排除隐患，上述开关柜局放检测系统适用面广，实用性强，功能强大，简单便捷，可谓局放神器。

参考文献

[1]潘嘉涛.开关柜潜在放电性故障快速诊断设备系统开发应用[J].科技资讯，2014（04）.