10kV開關柜局部放電綜合診斷方法研究及應用

廖浩

湖南平高開關有限公司 湖南長沙 410006

1 局部放電帶電檢測

1.1 超聲波局放檢測

使用超聲波局放檢測法對10kV901爬線柜進行超聲波局放檢測，未見異常超聲波局放信號。

1.2 暫態地電壓局放測試

使用TEV檢測法對10kV901爬線柜進行暫態地電壓局放檢測，暫態地電壓背景檢測平均值為8dB。根據內蒙古電力（集團）有限責任公司ND/生技PG049-201《電力設備帶電檢測技術規范》規定，暫態地電壓檢測值的相對值大于20dB為異常，而10kV901爬線柜暫態地電壓檢測值均在11-16dB范圍內，相對值均小于20dB，暫態地電壓檢測未見異常。

1.3 特高頻局放檢測

使用特高頻檢測法對10kV爬線柜進行特高頻局放檢測，10kV爬線柜特高頻局放檢測圖譜異常。

高通且增益開模式下，特高頻局放信號幅值為60dB；局放信號脈沖幅值分布較分散，放電脈沖密度高，單周期圖譜顯示每簇脈沖幅值不一且脈沖間距不等，判斷柜內存在絕緣放電的概率較大。高通且增益關模式下，特高頻局放信號幅值為50dB；PRPS圖譜顯示工頻相角270°附近出現1簇脈沖信號，脈沖數量較少，脈沖幅值分布較集中，單周期圖譜顯示1個工頻周期出現1根單脈沖，具有懸浮放電特征。

2 10kV開關柜局部放電診斷分析方法

2.1 干擾的排除

開關柜局部放電檢測易受各種干擾，其干擾源主要有4種：①室外設備干擾信號，主要為室外馬達、變電站場地設備或桿塔電暈信號、主變機械振動干擾等；②室內輔助設備干擾信號，主要為驅鼠器、照明閃爍、風機干擾等；③人員干擾，主要為人員手機信號、身體靜電干擾等；④高壓開關柜干擾信號，主要為柜體共振、多個局部放電故障互相干擾、超聲局部放電故障對附近柜體超聲波反射信號的干擾等。

2.2 局部放電的檢測定位

（1）局部放電檢測。局部放電檢測時應記錄背景值、環境溫度和濕度、開關柜的運行狀態，必要時記錄負荷，便于后期分析比對。TEV檢測位置應固定，便于跟蹤對比。超聲檢測采用超聲探頭從柜體縫隙、觀察窗等處進行檢測。

（2）局部放電定性。開關柜局部放電類型主要有沿面放電、尖端放電、懸浮放電、內部放電等，各種放電的信號特征、產生機理和放電位置不同。沿面放電超聲信號明顯，放電位置集中于設備表面，主要為表面臟污受潮引起絕緣下降；尖端放電超聲信號明顯，多伴隨有T EV（暫態地電壓）信號和特高頻信號，特高頻脈沖序列相位分布（PRPS）圖譜極性效應明顯，放電幅值較小且分散，主要為導電體表面毛刺棱角引起。

（3）局放定位。有條件時可采用局部放電定位儀進行精確定位，主要有2種方法：①TEV定位法，運用2只TEV傳感器檢測，通過時間差法和幅值來精確定位，信號先到達的傳感器先被觸發，表明該傳感器離放電點的電氣距離較近，且TEV幅值較大。②特高頻定位法，運用2只特高頻傳感器檢測，采用時差法，當2個傳感器同時觸發時，放電點在垂直于兩個檢測點的平面上，實現精確定位。

3 10kV開關柜局部放電綜合診斷方法的應用

3.1 運用AE技術檢測

在具體的工作中，采用AE技術對10kV開關柜局部放電問題進行檢測，工作人員首先應該通過超聲波技術，對10kV開關柜進行全面的、系統的技術檢測，以便于能夠第一時間發現其中存在問題。除此之外，運用超聲波技術也可以為后續AE技術的應用，奠定相應的技術基礎，并有利于提高檢測數據的真實性。具體來說，在應用AE技術之前，使用超聲波對10kV開關柜進行檢測，就能夠有效的發現其中所存在的問題，并且這些問題能夠以數據的形式呈現出來，為工作人員的研究提供參考。不僅如此，在運用AE技術對10kV開關柜局部放電問題進行檢測以后，還可以將其所獲取的數據，與超聲波技術的檢測數據，進行詳細的對比、分析，進而更加準確的掌握其中存在的問題。

3.2 實際應用案例

供電局利用先進的工作和國內外電子公司國家檢測的先進經驗，對10kV開關箱進行了5年以上的局部放電試驗，可以使用TEV，AE等檢測技術。UltraTEVPlus+，用于移動設備的在線PDM03等，有效地發現了許多故障和有缺陷的打開和關閉情況。

我們舉一個110kV高壓室10kV開/關箱的例子作為例子。經常工作，工人，實驗人員，10kV電站10kV靜止放電檢測，便攜式UltraTEVPlus+技術檢測，操作電視，AE鎖等檢測值檢測點：正常檢測AE鎖定，TEV當檢測到最大值500點開啟時，隨著距離的擴大，TEV值很小，圖片為500開端判斷可以做出內部放電源的最大可能時間，測試情況如圖2所示。

圖1 普測TEV最大幅值橫向比較

為了進一步實現缺陷的診斷和確認，500開/關箱的重新測量分析繼續使用移動線路PDM03，并根據實際情況設置合理的信道配置，案例如表1所示。它變得像。連續在線監測和位置分析最終確認開箱的頂部是實際的設定源。

在監測和分析在線監測數據時，通道（2）監測的輸出脈沖與系統的整體脈沖趨勢相匹配，兩條曲線基本重疊；監測連續的TEV寬度還發現基本上在34到36dB之間。如情況2所示，進一步確定上部500柜是實際設定源。

表1 在線監測信號通道布置情況

圖2 脈沖數與總脈沖關系圖

總之，隨著現代數字信號處理技術的發展，開始嘗試用數字信號處理的方法解決如何從強大的干擾中提取局部放電信息的問題。在具體的工作中，工作人員應該結合實際，確定帶電檢測技術的類型，并依據相應的員則、標準等，開展技術檢查的工作，進而更加準確的發現局部放電問題，為后續的維護工作提供依據。所以，結合本文的分析發現，將帶電檢測技術應用在10kV開關柜局部放電的檢測中，具有較強的可行性。