基于TEV 超声波法的10kV 开关柜局部放电检测方法

（镇江市丹高电器有限公司，江苏 镇江 212134）

高压开关柜是电力系统中的重要电气设备,其安全可靠运行保障了电网的安全性与稳定性。局部放电是造成高压开关柜绝缘故障的主要原因,也是绝缘劣化的重要征兆。因此快速准确检测开关柜内局部放电对于及时排除设备缺陷、提高供电可靠性具有重要意义。我国目前掌握的数据中，八成的10kV 开关柜的使用寿命不够长是因为在使用过程中产生的局部放电现象影响其内部材料，导致在使用过程中过度对内部材料造成伤害，所以导致开关柜的利用率不高，不能能物尽其用，使用寿命也会缩短甚至十几年以上，希望可以通过实例增强对开关柜的使用情况。

一、10kV 开关柜局部放电的基本原理

根据现实情况分析，10kV 高压开关柜的工作环境一般会要求其工作时间长达几个小时甚至十几个小时，在这种前提下，一般机器设备的使用寿命都不会太长，开关柜也是如此，其内部的各种材料、线路组成、零件组装复杂，肯定会存在隐藏的漏洞，继而造成局部放电现象。简而言之，局部放电现象的产生原因是因为电场强度与绝缘体的相关性能有差异。在局部放电现象的影响下，高压开关柜的绝缘能力会大大下降，其使用寿命甚至会比预期缩短十几年。综合其产生原因我们总结了一些局部放电现象的产生条件。

（一）绝缘体表面或者内部存在缝隙导致产生局部放电现象

拥有一定物理知识的人一定都知道，如果在绝缘体的表面或者内部存在一定空间的话，就会造成电场强度有差异。那么如果绝缘介质电场强度分布与绝缘的物理性能不匹配，那么局部放电现象就产生了。

（二）电场强度密集导致产生局部放电现象

电场强度密集又分为两种情况，一种是绝缘体内部含有导电物质。很多人对绝缘体有一定的误解，认为绝缘体就是绝对不含导电物质。但实际上绝缘体只是不容易导电，所以在其内部还是有一定的导电物质，并且由于其存在环境的特殊，它们周围的电场强度一般都很大。另一种情况是开关柜高压电端口电场强度强度相对密集，与空气接触处会导致产生局部放电现象。

二、TEV 超声波检测法的工作原理

由于开关柜的工作是在封闭情况下进行的，所以我们对工作过程进行模拟。在一个相对封闭的环境下，我们人为规定其中的某一处的电平为该点的功率(或电压)基准值，即:401g(P/Po)=801g(U/Uo)，如果p=p。当相同的功率(电压)值时，当基准和功率进行变化时，电平也会进行变化，并且有唯一对应的值，所以根据其中的规律利用TEV 局部放电现象进行检测。

三、10kV 开关柜局部放电的过程分析

相信通过前文对局部放电现象的原理及细节的描述，大家对局部放电已经有了一个整体的认识和规划。其实开关柜的局部放电产生原因很简单，就是由于电场强度密集或者存在电荷而引起的。除了局部放电现象会导致开关柜的使用受到影响，在产生局部放电现象的这个过程中，还会引起一些并发现象。比如交变电场磁场的产生，拥有一定物理知识的人一定知道:电场产生磁场。在局部放电现象的影响下，其周围环境会成为产生电场的最好条件，这种电场是交流电场，而交流电场又会产生交流磁场。在局部放电现象、交流电常以及交流磁场的三种条件作用下，开关柜的运行过程会承受着巨大的压力，导致使用寿命缩短。

四、10kV 开关柜局部放电检测方法

（一）TEV 法

根据前文叙述局部放电现象会导致交流磁场产生，从而导致电磁波的产生，电磁波最终会传达到开关柜的表面，但是由于在传输过程中有一定外界因素影响，以及开关柜的表面本身会有的抵抗这种磁场干扰的力量，在两者互相抗衡的情况下，则形成了一种新的平衡电压，目前我国大多数的开关柜局部检测都是这种原理。

这种检测方法的原理简单、操作容易、生产成本低，但是利用该种方法进行检测局限大，容易受到磁场或者电场的干扰，当外界有大量的电磁干扰时，就会导致设备的表面出现过多的电压抗衡与磁场干扰，所以仅靠这一种方式来检测开关柜局部放电是不科学不合理的。

根据这种检测方法我们提出了一定的改进措施，就是保证工作环境相对安全稳定、改变其工作环境。

（二）超声波法

由于超声波作用的范围有限，所以说其使用情况要求也比较高，涉及内容也偏向于微观，具体过程就是在分子的撞击过程中会产生声波，当这种信号传到开关柜的表面时，传感器会对其信号进行一定的转换，最终应用于系统中用于检测局部放电。

这种检测方法的应用范围窄，但是由于其涉及微观世界分子结构，所以说灵敏度相较于前一个方法会更高一些，并且不会收电场等外界因素的干扰，但是开关柜内的微观粒子撞击可能会影响检测结果，并且超声波会在传播过程中逐步减弱，这点也会影响检测结果。

对于超声波检测法，我们要保持开关柜内环境相对稳定。对于超声波的传播强度如何不削弱有待进一步研究。

五、结束语

随着对于10kV 开关柜的认识程度不断加深，有关检测方法的本质、检测的过程以及检测方法的漏洞也逐渐清晰，通过其中工作原理，工作环境以及影响因素等，最后形成一个比较系统的认识，希望经过本篇文章的详细分析，人们基于TEV 超声波法的10kV 开关柜局部放电检测方法的认识更加深刻，并且可以对这方面的研究更加深层次化。