开关柜局部放电带电检测技术的运用

摘要：伴随着现代电力系统完善程度、先进程度的持续提升，开关柜在其中发挥着不可或缺的功能。现实中，开关柜内部的大量电气设备往往会由于热、光等因素，而发生化学反应，从而导致了电气设备故障的产生，进而阻碍了电力设备的平稳、正常运行。基于此，积极开展开关柜局部放电检测工作，对于确保电力系统的高效、持续运行，进而推动现代电力事业的蓬勃发展，具有现实意义。

关键词：开关柜;局部放电;带电检测;电力系统

一、带电检测技术在开关柜局部放电检测中应用的必要性分析

从电力系统的日常运行方面来讲，开关柜在电力系统的配电、发电、电能转换和输电等环节都发挥着难以替代的功能。综合现代电力企业的发展现状来看，没有开关柜，电力企业的正常经营必将受到阻碍。通常来讲，有关开关柜的系列检测工作，大多是发生在断电情况下的，针对开关柜局部所进行的放电带电检测普遍偏少。基于开关柜具有六年的预防性实验周期，在每一周期内要实现对开关柜真实状况的详细掌握是十分不易的，从而导致与开关柜相关的检测工作难以高效实施。开关柜内部问题难以及时获得检修和维护，最终故障产生也是在所难免的。并且，电力设备即使在运行中出现故障，也难以被工作人员察觉，从而使得电力系统运行安全性、稳定性很难得到保证。综上所述，应进一步提升对全部开关柜放电的检测力度，从而实现对开关柜局部及内部设备真实的放电变化状况的掌握，并提前准备好防范事故发生的措施，最终为电力系统运行的平稳性、效率性提供保障。

二、带电检测技术

相对脉冲电流法等传统检测法，局部放电带电检测法属于间接性检测法。其实通过检测局部放电伴生现象而实现检测放电现象的检测方法。目前，电力系统中针对开关柜局部放电检测方法主要有暂态地电位和超声波检测两种运用较多。

2.1暂态地电位检测技术

当开关柜发生局部放电现象时，放电产生的带电粒子会快速地由带电体转移至接地的非带电体，并在非带电体上产生高频电流行波，电流行波以光速向各个方向扩散。由于集肤效应，电流行波仅集中于开关柜金属内表面而不会直接穿透金属柜体。但是当在电流行波传播方向出现金属断开或者绝缘连接处时，电流行波会由金属柜体的内表面转移到外表面，并以电磁波形式向自由空间传播，且在金属柜体外表面产生暂态地电压（TransientEarthVoltage），地电波的范围通常在1mV直至1V之间，可以采用专门设计的暂态地电压传感器进行检测。暂态地电压检测传感器类似于耦合电容传感器，当传感器检测到快速变化的暂态地电压时，将检测信号传递给检测设备处理单元，运算处理后得出局部放电量大小。

2.2超声波检测技术

电力设备在放电过程中会产生声波。从能量的角度来看，放电是一个能量瞬时爆发的过程，是电能以声能、光能、热能、电磁能等形式释放出去的过程。在空气间隙中发生电气击穿时，放电瞬时完成，其电能瞬时转化为热能导致放电中心气体的膨胀，这种瞬时膨胀的结果以声波的形式传播出去，就是最初的声源，随着最初的声波传播，传播区域内的气体被加热，形成一个等温区，其温度高于环境温度。当这些气体冷却时，气体又开始收缩，收缩的结果就是较低频率和强度的后续波，它可以是可闻声波或超声波。放电产生的声波的频谱很宽，可以从几十赫兹到几兆赫兹，其中频率低于20kHz的信号能够被人耳听到，而高于这一频率的超声波信号必须用超声波传感器才能接收到。根据放电释放的能量与声能之间的关系，用超声波信号声压的变化代表局部放电所释放能量的变化，通过测量超声波信号的声压，可以推测出放电的强弱，这就是超声波信号检测局部放电的基本原理。

2.3现场联合检测技术

该技术作为一项运用较为广泛的开关柜放电检测技术，其与暂态地电压检测技术、超声波检测技术相比，检测的全面性和详尽性更高。现场联合检测技术是一项综合性较强的检测技术，其通过有效结合超声波、暂态地电压检测两项技术的优点，实现了对多项检测技术的整合运用。

举例来讲，在凭借该技术检测电压在十到三十五千伏的带电开关柜时，首先，凭借暂态地电压检测技术检测带电开关柜，在对现场干扰进行合理排除之后，开展测量工作。为使测量数值的精准度得到确保，测量人员会在开关柜局部较易发生放电的部位放置一些放电测试仪。在测量数值出来后，参数值通常是开关柜前后金属门及内部所测试的信号平均值。在凭借暂态地电压技术发现开关柜的异常情况后，其次，凭借超声波检测技术对异常情况进行深入确定，从而对开关柜局部发生放电问题的具体位置进行确定。在开展超声波检测工作时，应在开关柜的缝隙处放置超声波传感器设备，如此一来，信号的传播和接收将更为便捷。检测操作完成后，检测人员应详细分析检测数据，分析并计算开关柜局部发生放电问题的准确位置及原因。

2.4 开关柜局部放电检测技术的运用实例分析

以下从两方面出发对该技术运用的实例进行了详细分析：

2.4.1 实例一

当发觉变电站内电压为十千伏的开关柜内部存在噪音问题时，凭借超声波及暂态地电压检测技术对开关柜局部的放电部位进行检测都是可以的。首先，选用便携式的局部放电测试仪检测开关柜的局部放电情况，如果发现测量数值与实际不太古河的情况时，应运用局部的放电定位仪，精确定位开关柜内部的故障设备及其严重程度，然后，通过制定和实施有效的应对措施实现对电力系统运行平稳性、安全性的提升。开关柜 TEV测量数值的大小通常和不同電压的等级及测量位置之间存在紧密联系。在对开关柜的检测位置进行确定时，首先应该估计信号能够通过的路径，尽量实现对设备各组成部分的有效测量，并且检测点应放在信号出现机率最大的位置。

2.4.2 实例二

在变电站的常规巡视过程中，发觉电压三十五千伏、型号ZN90-40. 5 /1250 多个开关柜发生了异常的声响，然而难以判别是哪一个位置出现了放电现象、放电严重程度怎样。通过放带电检测之后，发觉三十五千伏的开关室内背景的分贝数非常高，特别是柜内的穿板套管处，分贝数最高，因此，可以初步将放电部位确定于柜内的穿板套管部位。之后，经过检修得出，柜内的绝缘支撑部位因为长期暴露于潮湿的环境下而受潮出现了放电现象，通过对母线的耐压试验发现，耐压值仅仅在三十千伏上下。检测人员立即判别内部的绝缘支撑部位出现了放电现象，然后对其进行干燥处理。

三、结语

综上所述，增强对开关柜局部放电检测技术的研究、运用在促进电力系统运行平稳性、效率性方面发挥的作用不应忽视在测量结果的分析方面，该技术通常运用在比较性测量中。开关柜局部放电检测技术可以初步判断设备的绝缘状态，从侧面反映设备的运行状况，而且可以有效发现一些传统试验方法无法发现的放电缺陷，保障电网的稳定运行，具有较好的有效性和实用性。

参考文献：

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作者简介;赵楠（1990.02），性别：女;籍贯：天津宁河;民族：汉;学历：研究生、硕士;职称：中级工程师;研究方向。