淺析開關柜局部放電的檢測

沈佩琦

(浙江省電力公司舟山定海電力公司,浙江舟山 316000)

淺析開關柜局部放電的檢測

沈佩琦

(浙江省電力公司舟山定海電力公司,浙江舟山 316000)

確保開關柜的正常工作,對于維護變電站的安全可靠運行有著至關重要的意義。本文結合TEV技術原理,對開關柜局部放電開展了檢測試驗,試驗數據表明,TEV檢測方法可以較為準確的展現開關柜局部放電的嚴重程度。

開關柜 局部放電 檢測 暫態對地電壓法

1 前言

我國變電站大量采用了金屬封閉式開關柜，開關柜的工作狀態直接決定了變電站能否安全、可靠的運行。所以，實時監測開關柜的工作狀態、科學預判故障的類型以及檢修是確保開關柜長期、可靠和安全運行的關鍵。據相關研究表明，開關柜故障中，40%的故障是由于載流缺陷和絕緣問題所導致的，主要表現為插頭接觸不良以及絕緣部分閃絡。

現階段，檢查開關柜局部放電的方法有：暫態對地電壓法(TEV)、超高頻法(UHF)、超聲法、射頻法(RF)、脈沖電流法(ERA)等。在上述方法中，暫態對地電壓法(TEV)擁有較強的抗干擾能力、較高的靈敏度，是一種較為先進的帶電檢測技術，未來將會在我國變電站得到大規模的應用。但是，現實情況是，由于變電站工作環境有著繁多的干擾源，工作人員所采用的TEV檢測手段也較為單一，不利于開關柜局部放電檢測工作的開展，制約了TEV檢測方法在現場的應用。為此，筆者結合自身工作經驗，對TEV方法的深入應用進行了研究探討，以便能夠有效提升開關柜絕緣檢測的效果。

2 暫態對地電壓法的基本原理

2.1 暫態對地電壓法的基本概念

當高壓電氣設備出現局部放電情況時，放電量通常都向接地金屬部位聚集，從而導致對地電流在金屬表面上傳播。而就內部放電來說，接地屏蔽的內表面聚集了絕大多數的放電量，在屏蔽連接的情況下，無法在設備外部監測到相應的放電信號，然而屏蔽層一般在電纜絕緣終端、墊圈連接和絕緣部位等存在不連續，從而使得局部放電的高頻信號會通過其傳輸至設備屏蔽外殼。所以，局部放電的電磁波會經由氣體絕緣開關的襯墊或者金屬箱體的接縫處傳遞，并通過金屬表面傳遞，在此時產生相應的對地暫態電壓脈沖信號。著名學者DR.John Reeves于1974年最先發現暫態對地電壓現象。

2.2 TEV的技術原理

通常情況下，10KV單芯電纜的阻抗數值為10Ω左右，35KV金屬外殼母線室的阻抗數值為70Ω左右，其局部放電會導致100mA的弱電脈沖電流，持續時間為10us，而同時在設備金屬外殼會產生1-7V左右的對地電壓。電流、電壓脈沖會經由開關柜金屬外殼傳播，再通過外表面向大地傳播。現階段，我國基本上通過電容性檢測器來對放電脈沖進行檢測。

3 開關柜局部放電檢測實踐

3.1 針板電極局放電幅值檢測

將TEV探頭位置進行固定，逐漸增加檢測電壓(5.5KV到8.0KV)，測量絕對放電相對幅值U1m，觀察相對幅值的幅度來判斷局部放電的嚴重程度。

3.2 放電脈沖的跟蹤測量

筆者通過PDL1的信號輸出功能(即PDL1只對超出觸發脈沖的局放信號進行響應，并用固定幅值的數字信號來表示檢測到的信號，以表明局部放電信號的存在。

對PDL1的觸發脈沖進行調整，獲得開關柜局部放電信號的相位關系。

可以發現，正、負半周都存在著局部放電信號的存在，負半周放電出現在200°到340°(即電壓峰值的兩側區間)，正半周放電出現在0°到90°(即電壓過零點至峰值之間的區間)。將Y值提升至25dB，基本上保持了放電相位區域，但隨著放電幅值的增加，顯著降低了負半周的放電次數。

通過測量結果可以發現，正半周放電表現出明顯的兔耳狀(主要發生在零點至峰值之間的區域)，負半周放電主要在峰值附近的低幅值區域出現。該結果同TEV法測量結果保持了一致性，從而證明了TEV測量法能夠獲得較高準確性的檢測數據。

4 結語

開關柜的工作狀態直接影響到了變電站的安全運行，因此，必須高度關注開關柜的檢測和檢修。本文對開關柜局部放電檢測進行了相應的研究，發現局部放電信號的相對幅值同施加電壓呈現出近似線性關系，證明TEV檢測方法可以較為準確的展現開關柜局部放電的嚴重程度。希望通過本文的研究和探討，對我國開關柜局部放電檢測研究起到拋磚引玉的作用。

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沈佩琦(1977—),男,浙江舟山定海區人,學歷：本科,職稱：工程師,研究方向：能源電力規劃、電網與智能電網規劃與研究。