开关柜局部放电综合检测方法的研究与应用

刘学

摘 要：局部放电是导致绝缘缺陷的主要因素，同时也是开关柜出现绝缘劣化的重要表征。通过对局部放电信号进行带电检测，可找出开关柜存在的绝缘缺陷，防止出现意外停电的情况。及时地消除缺陷，电网才能保持安全、稳定的运行。目前，业界已采用各种方法来检测高压开关柜。某种程度上，有助于检测开关柜内所发出的局部放电信号。但是，电磁、噪声容易对高压开关柜造成干扰。若只是采用带电检测法，很难判断局部放电信号的准确位置。因此，我们必须采用先进的带电检测技术，分析高压开关柜的带电情况，保证检测结果的准确无误。

关键词：开关柜;局部放电;综合检测方法;应用

开关柜在不同的环境下运行，现场难免会存在各种各样的干扰源。如果采用相同的检测手段来检测局部放电，很难对这些干扰进行有效甄别。因此，我们必须结合不同的检测方式，对多种信号进行对比分析，将现场干扰一一排除，准确辨识隐患，提高开关柜的运行稳定性。

一、局部放电检测技术概述

局部放电检测技术主要包括以下四种类型。

（1）紫外线检测技术。外绝缘一旦出现局部放电，由于放电点受到影响，导致附近气体产生电离，气体种类取决于放射光波的频率大小，经过电离之后，氮离子可发射出光谱，并出现在紫外光波段。利用特殊仪器完成紫外信号的接收，对可见光图像进行叠加处理，这样就能确定出电晕的具体位置。通常，紫外检测技术相当于一种带电检测技术，它主要起辅助作用，需配合其他检测技术一同使用，将局部放电信号找出来，这样才能对放电部位、程度加以确定。

（2）超聲波检测技术。通过利用超声波传感器来完成超声波信号的采集，确定出设备局部放电位于哪个位置，超声波信号一般处于20-200kHz的频率范围。超声波信号作为一种机械振动波，电气不会对其造成干扰，采用时差法、幅值法可对信号源进行定位。

（3）暂态地电压检测技术。它的简称是TEV。通常，电气设备如果正在实施局部放电，电磁波可从玻璃窗、开关柜缝隙中传出来。设备表层金属同样可以传出电磁波，此时地面将出现暂态电压脉冲信号。该信号位于开关柜的金属表层，可快速从开关柜门缝、孔洞中传出来，从金属壳体外表面流过，传给大地。应用该技术时，必须将耦合式传感器装在开关柜的开口缝隙位置。同时与金属外壳紧贴，以便检测出暂态地电压信号。此外，判断表征布局放电时，需根据具体的测试读数，根据电磁波的特性，对设备的放电源进行准确定位。

（4）特高频检测技术。这种技术也叫做超高频检测技术，主要利用的是特高频传感器，通过检测电磁波所产生的特高频分量，对放电点、放电类型进行深入研究。带点检测现场开关柜时，往往需运用该项技术。定位放电源习惯选择时差法，或采用幅值法。

二、开关柜局部放电综合检测方法应用实例

某变电站达到110 kV时，可检测开关柜的放电情况，利用便携式超声放电检测仪。检测过程中，必须将干扰因素排除，重复测量开关柜的两面。通常，开关柜后面可放置检测仪，同时检测开关柜后柜门，图1表示的是具体的测量结果。

由图1可知，不考虑背景值的影响，测量值最大的是108、109号这两个开关柜。与这两个开关柜比较近的开关柜，不管是背景值还是测量值，都出现显著提高。可见，108、109号开关柜正处于局部放电中，必须对其进行检测验证。

利用超声波对局部放电进行检测，具体结果如图1所示。

TEV局部放电检测仪可检测上面的10 kV开关柜，在开关柜的外壳上放置TEV传感器，对开关柜上、中、下几个部分进行检测，图2为具体的测试幅值。

由图2可知，108、109开关柜的测量幅值要比其他开关柜更高，离这两面开关柜越近，测量幅值将随之增大，这就能判断出此时开关柜正进行局部放电。通过测量以上两个开关柜，发现测量值最大的是上部，而108开关柜要比109开关柜更高。因此，108、109开关柜都出现了不同程度的放电现象。之后，关闭开关柜的电源，对其进行停电检修，再开启开关柜，得到以下放电图，具体可参照图3。

由图3可知，母线越靠近穿墙套管的话，二者的间隙越小，一旦设备长期处于运行状态下，将降低其绝缘特性，同时产生局部放电。

三、结论

综上所述，通过采用各种手段，通过结合不同的检测方式，电气设备改变了以往的检测手段，这点主要体现在局部放电检测方面。如此一来，可快速发现电气设备存在哪些绝缘缺陷，而且还能将设备缺陷快速消除，以防造成更大的安全隐患。本文通过论述开关柜进行局部放电时，最常采用到超声波检测技术，强调了该技术的应用价值。

参考文献：

[1]王培义，朱伯涛.开关柜局部放电超声波在线检测技术的应用[J].河北电力技术，2010，29（6）：26.

[2]律方成，李海德，王子健，等.基于TEV与超声波的开关柜局部放电检测及定位研究[J].电测与仪表，2013（11）：73-78.