基于TEV与超声波的开关柜局部放电检测及定位研究

2018-12-28王伟雷志勇

数码设计 2018年5期

王伟*，雷志勇

（国网山西省电力公司晋中供电公司，山西晋中，030600）

引言

目前，高压开关柜已广泛用于电力系统的变电站中，是电力系统中不可或缺的重要组成部分。高压电网的安全运行，离不开先进技术的支持。就高压开关柜局部放电检测而言，必须依靠先进的超声波等技术予以支持，更可确保其安全性以及可靠性得以提升。开关柜会受到诸多因素的影响，例如在高电压以及高温的影响下，其内部的放电可能性会显著增强。除此之外，潮湿环境以及振动也会对其造成影响，造成开关柜内电气设备绝缘劣化，最终以局部放电的形式表现且加剧绝缘劣化，进而带来安全事故和经济损失，因此，为降低其引发的更大危险，现对其进行全面地分析，旨在为检测以及定位工作提供有效的帮助。

1 概述TEV原理以及超声波原理

所谓的TEV法就是借助电容耦合探测器案例对放电脉冲以及幅值实施检测。因为放电会导致电磁波的增强，继而会对设备产生一定的限制。当局部放电成为电流之后，会与波阻抗产生反应，最终会形成暂态的对地电压。最合适的暂态地点波检测与获取时间，是在其幅值较高的情况下，并且数值比较稳定的时刻。这种方式能够在带电的情况下实施，并且具有操作简便的特征。至于超声波法，其工作原理大致为借助设备检测其放电声波，其中声波主要来自于分子的碰撞。若是检测的数值超过20KHz，那么说明其设备周围存在超声波。如果是针对局部检测，那么就可称为局部放电的超声波检测。

2 研究局部放电检测措施

2.1 关于局部放电检测模型

如下的几种放电模型，主要是依据开关柜局部放电而设置的。首先，关于针板放电。其尖长通常为十五毫米，其半径为零点五毫米。并且，具有一毫米的绝缘板。其次，关于内部放电模型。它拥有两层绝缘板，厚度约三毫米。其间拥有一毫米厚度的介质，并且板上的圆孔直径为十毫米。再有，关于悬浮放电模型。它由两个板形成，且彼此之间的电极距离大致为十毫米。最后，关于沿面放电模型。在纵向放有直径为十毫米的环氧树脂棒，并且其长度为十毫米。

2.2 具体分析相关数值

对局部放电结果的分析与评估，主要涉及三方面内容：首先，针对针板放电的分析。若是电压值增强，直至 12KV便会随之出现异响，由此可知电量值已经高达1000pC。在此现象中，正半周电压峰值会聚集诸多的电量。究其原因能够知道，针尖处存在电流。若是电压值提升，一定数量的放电脉冲则会聚集在正半周的位置，具体在九十度的相位周围。其次，关于内部放电的分析。当电压值控制在12kv时，检测可知其放电量的数值在400pC处。此时其半周附近都存在放电的现象，并很有可能在上升沿位置。若是负半周的幅值与正半周相差甚远，故而可断定其放电的现象。最后，关于悬浮放电的分析。当其电压值在 7.5kV时，该放电量有了明显的扩大，甚至幅值已经有1V左右。

3 定位开关柜局部放电源的位置

关于超声波以及TEV法在开关柜局部放电源定位中的举措实施前，需对其定位的原理得以掌握。事实上，声波的速度比较低，它远不及电磁波的速率。由此可知，超声波在传感器至放电源之间存在间歇或者是时延，但是电磁波却没有存在该现象。由于是位置的不同，故而导致声信号在经由传感器的时候会出现不同程度的时延现象。据有关数据表明，超声波与TEV之间的时间是不一致的。由此可知，在具体的操作过程中，可将两者实施有机地联合，借此更高效、更准确地对局部放电的位置实施定位。例如，在确定时间基准的时候，可采用TEV信号为对象。在此基础上，挑选四个超声波传感器作为辅助设备。其次，将两者之间的时间差为固定值，并将其视为放电源以及传感器之间的输送时长。最后，延迟时间与等值声速的乘积，便是传感器以及放电源间的距离值。借助以上数值，来准确定位放电源的具体位置。在这一过程中，超声波传感器的数量可以增加，如此一来其计算的结果会更加理想、准确。为了确保该数值的科学性，还应该对放电源的位置坐标实施检验，确保其误差控制在合理的范围内。重复试验对于放电源的定位来讲，是非常有必要的，如此一来还能够有效、及时的为施工人员提供一定的帮助。