開關(guān)柜局部放電帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用探討

黃坤

摘 ?要：我們一般利用局部放電帶電檢測技術(shù)對開關(guān)柜進(jìn)現(xiàn)場檢測，通過這兩種方法能夠有效地對開關(guān)柜異常故障進(jìn)行檢測，取得較好的應(yīng)用效果。文章通過對開關(guān)柜故障原因的分析，來揭示開關(guān)柜局部放電帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜;局部放電;帶電檢測技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號：TM591 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）06-0039-01

在我國的電力系統(tǒng)中，各個(gè)變電站已經(jīng)利用了10 kV/35 kV金屬封閉開關(guān)成套設(shè)備。在這些電氣設(shè)備中，由于外部因素，例如，電、化學(xué)、熱等因素的影響，會(huì)導(dǎo)致電氣絕緣強(qiáng)度降低，從而發(fā)生故障。在對全國變電站的不完全統(tǒng)計(jì)下，全國的電力系統(tǒng)開關(guān)柜事故中由于截流或者絕緣所引起的故障高達(dá)40.1%，由于絕緣部分出現(xiàn)閃絡(luò)的事故達(dá)到了79.2%。

在停電狀態(tài)下對高壓開關(guān)柜內(nèi)的故障進(jìn)行檢測并進(jìn)行帶電檢測的技術(shù)不太成熟，在預(yù)防性實(shí)施周期內(nèi)，很難發(fā)現(xiàn)絕緣劣化等問題。由于在電力系統(tǒng)的變電站中，高壓開關(guān)柜設(shè)備放置在柜內(nèi)，即使設(shè)備出現(xiàn)異常狀況也不容易及時(shí)被工作人員發(fā)現(xiàn)。紅外測溫也不能夠?qū)?nèi)部設(shè)備的故障，因此通過局部放電帶電檢測能夠有效地檢測出絕緣性的故障原因，采取有效的措施解決安全隱患，避免擊穿等突發(fā)事故。

1 ?局部放電以及局部放電檢測的原理

在變電站的絕緣設(shè)備中，各個(gè)設(shè)備的絕緣系統(tǒng)以及各個(gè)不問的電場強(qiáng)度不一。在局部區(qū)域內(nèi)，如果電場強(qiáng)度與區(qū)域介質(zhì)的電場強(qiáng)度相同時(shí)，此區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)放電的現(xiàn)象。但在兩導(dǎo)體之間如果沒有施加電壓，整個(gè)絕緣系統(tǒng)不會(huì)被擊穿，只是擊穿部分絕緣體。這種狀況如果可以只發(fā)生在導(dǎo)體附近也可以發(fā)生在其他地方。從而仍然保持絕緣性能。這種現(xiàn)象稱之為局部放電現(xiàn)象。

通過局部放電的原理，我們可以進(jìn)行局部放電檢測。在發(fā)生局部放電時(shí)，一般會(huì)帶來電磁輻射、聲、光、熱、介質(zhì)損耗、高頻脈沖等現(xiàn)象。對于絕緣體內(nèi)部探測可以發(fā)現(xiàn)，按照采用相應(yīng)的方法來測量不同的現(xiàn)象。我們把按照局部放電過程所產(chǎn)生的一系列的物理、化學(xué)效應(yīng)的測量方式稱之為局部放電測量。通過局部放電所發(fā)出的電荷交換、能量消耗、電磁波放電、聲與光及各類信息來表示局部放電的過程。

2 ?局部放電帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用

我們知道，在發(fā)生局部放電的過程中，常伴隨著熱、電、光、聲及化學(xué)分解等物理現(xiàn)象。在這些局部放電的檢測過程中，我們可以通過脈沖電流法、紫外成像法、震蕩波法等多種檢測方法對開關(guān)柜進(jìn)行局部放電檢測。

2.1 ?脈沖電流法

我們可以通過放電過程所產(chǎn)生的電磁波所通過金屬箱體的接縫及絕緣開關(guān)上的襯墊傳播來測量。在這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生暫態(tài)電壓將通過金屬箱體傳送至地下，這些電壓脈沖即為暫態(tài)對地電壓。

脈沖電流法作為一種應(yīng)用較早的局部放電帶電檢測技術(shù)，其工作的原理是，當(dāng)局部放電產(chǎn)生電荷移動(dòng)時(shí)，在移動(dòng)電荷的外圍可以測量整個(gè)回路中所產(chǎn)生的脈沖電流。從而，通過脈沖電流來檢測局部放電。利用脈沖電流法可以較好地檢測出脈沖電流信號的低頻區(qū)，通常范圍在數(shù)kHz到數(shù)百kHz。在回路中常規(guī)局部放電主要通過在回路中傳入檢測阻來抵抗信號進(jìn)行取樣。而在線檢測則往往通過電流傳感器進(jìn)行測量，獲取被測對象的脈沖電流信號。

目前，在我國電力系統(tǒng)中所采用的局部放電檢測法往往都是脈沖電流法。脈沖電流法的主要特點(diǎn)是被測量敏感度較高，可標(biāo)定放電量的一種測量檢測方法。

2.2 ?數(shù)據(jù)判斷法

數(shù)據(jù)判斷法主要是通過大量的測試以及測試的經(jīng)驗(yàn)來判斷檢測的一種方法。

以下是常用的幾種判斷方法：

若發(fā)現(xiàn)開關(guān)室內(nèi)的測試值與背景值都低于20 dB時(shí)，則表示沒有出現(xiàn)信號源，一切開關(guān)設(shè)備都正常。

若開關(guān)室內(nèi)背景值與被測值都處在20～30 dB以上時(shí)，則表示出現(xiàn)信號源，應(yīng)該關(guān)注開關(guān)室，縮減檢測的周期，注重測試信號的變化。

若開關(guān)室內(nèi)的背景值處在20 dB以下，而某幾個(gè)開關(guān)柜的測試值處在20～25 dB，且測試值大于背景值則表示測試人員應(yīng)該通過定位系統(tǒng)來檢測放電位置并采取相關(guān)的措施。

若當(dāng)在開關(guān)室內(nèi)，測試值和背景值都處在3 dB以上，并且在其中的某個(gè)開關(guān)柜上出現(xiàn)了峰值，則可以通過定位的方式來判斷放電信號的位置。例如，如果發(fā)現(xiàn)有放電信號從開關(guān)柜上傳來，而不是來自與外界的干擾信號，那么我們就需要立即對開關(guān)柜采取相應(yīng)的對策進(jìn)行處理。

2.3 ?現(xiàn)場聯(lián)合測試法

通過以上兩種對開關(guān)柜局部放電帶電測試技術(shù)的分析，我們可以看出這兩種方法各有利弊，在實(shí)際的應(yīng)用中都存在一定的局限性，不利于提高檢測的準(zhǔn)確性。因此，應(yīng)該對某一信號進(jìn)行全面的分析而不是單獨(dú)地對某一信號做出描述。所以，在實(shí)際的檢測過程中，我們需要結(jié)合多種檢測方法進(jìn)行檢測。通過聯(lián)合檢測模式對開關(guān)柜進(jìn)行局部放電帶電檢測。例如，我們可以先通過脈沖電流法來排除現(xiàn)場的干擾措施。在測試的過程中超聲波法以及數(shù)據(jù)分析法進(jìn)行進(jìn)一步的判斷，從而獲得正確的結(jié)果。

3 ?開關(guān)柜局部放電帶電檢測技術(shù)的注意事項(xiàng)

在對開關(guān)柜局部放電檢測的過程中需要注意幾下幾點(diǎn)：

①根據(jù)區(qū)域內(nèi)電力系統(tǒng)中各個(gè)變電站的設(shè)備維護(hù)狀況進(jìn)行檢修，進(jìn)一步加大對局部放電檢測設(shè)備的數(shù)量。在大量的分析與積累中得出數(shù)據(jù)，再結(jié)合其他的測試項(xiàng)目進(jìn)行分析，從而提高開關(guān)柜局部放電帶電檢測的準(zhǔn)確度。

②利用配套的局部放電檢測儀以及分析軟件，逐步提高測試人員對于干擾波形的判斷能力，從而正確的把握試品放電的特點(diǎn)、時(shí)間的主要規(guī)律和施加的電壓。

③對開關(guān)柜內(nèi)的局部放電帶電進(jìn)行檢測，逐漸提高開關(guān)柜的在線檢測的能力，通過數(shù)據(jù)分析、同類比較、分析判斷等方法，評估診斷局部放電帶電檢測的結(jié)構(gòu)，對開關(guān)柜是否處在正常的運(yùn)行狀態(tài)給出判斷依據(jù)。

④在應(yīng)用開關(guān)柜局部放電帶電檢測儀時(shí)，需要對預(yù)防性測試的結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充，找出開關(guān)柜潛在的安全隱患，確保測試現(xiàn)場設(shè)備安全、持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，提高供電設(shè)備的安全性、可靠性。

4 ?結(jié) ?語

綜上，在我國的電力系統(tǒng)中，往往通過局部放電帶電檢測技術(shù)對開關(guān)柜進(jìn)現(xiàn)場檢測。在局部區(qū)域內(nèi)，如果電場強(qiáng)度與區(qū)域介質(zhì)的電場強(qiáng)度相同時(shí)，此區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)放電現(xiàn)象。通過局部放電的原理，我們可以進(jìn)行局部放電檢測。在發(fā)生局部放電的過程中，常伴隨著熱、電、光、聲及化學(xué)分解等物理現(xiàn)象。在這些局部放電的檢測過程中，我們可以通過脈沖電流法等多種檢測方法對開關(guān)柜進(jìn)行局部放電檢測。

通過不同方法來定位開關(guān)柜出現(xiàn)故障的部位，在檢測時(shí)，我們可以對預(yù)防性測試的結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)充，找出開關(guān)柜潛在的安全隱患。利用配套的局部放電檢測儀以及分析軟件，對區(qū)域內(nèi)電力系統(tǒng)中各個(gè)變電站的設(shè)備維護(hù)狀況進(jìn)行檢修。確保測試現(xiàn)場設(shè)備安全、持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而提高我國供電設(shè)備的安全性、可靠性。

參考文獻(xiàn)：

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