10kV配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電帶電檢測應(yīng)用實踐研究

黃慶榮

摘 要：10kV配網(wǎng)開關(guān)柜在整個配網(wǎng)系統(tǒng)中占據(jù)重要地位，運行質(zhì)量關(guān)系到配網(wǎng)安全，開關(guān)柜運行中存在局部放電現(xiàn)象，需要采用有效的檢測技術(shù)進(jìn)行檢測。本文主要分析了超聲波技術(shù)以及TEV技術(shù)在開關(guān)柜局部放電帶電檢測中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：10kV 配網(wǎng)開關(guān)柜；局部放電；帶電檢測；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.157

0 引言

配網(wǎng)帶電檢測最為常用的技術(shù)包括：紅外檢測技術(shù)，然而，該檢測技術(shù)不適合開關(guān)柜的局部放電檢測，必須采用科學(xué)的監(jiān)測技術(shù)和方法。超聲波與TEV技術(shù)作為新興監(jiān)測技術(shù)，應(yīng)用于配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電檢測，能夠收到預(yù)期的監(jiān)測成效，控制故障和問題的出現(xiàn)。

1 10kV配網(wǎng)開關(guān)柜局放帶電檢測技術(shù)

局部放電長期得不到處理會帶來多種危害，例如：絕緣介電性能下降，絕緣擊穿等，常見的局放檢測技術(shù)如下：

1.1 超聲波檢測技術(shù)

配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電時將出現(xiàn)聲波，而且其頻譜較寬，一般達(dá)到上兆赫茲，而且頻率<20kHz時就可以被清楚地聽到，相反，頻率>20kHz時，則無法被人聽到，需要借助超聲波檢測器進(jìn)行識別，通常來說，聲音能量會隨著局放能量的上升而升高。實際的超聲波儀器在局放測試中的流程如圖1所示。

1.2 TEV檢測原理

開關(guān)柜發(fā)生局放時，通常所釋放的電量會集中于和放電部位較近的接地金屬上，會產(chǎn)生一定量的電磁波，朝著多個方向傳遞，如果是內(nèi)部放電，放電量則多數(shù)集中于接地屏蔽內(nèi)部。一般來說，特殊部位，例如：絕緣體和墊圈相連位置，電纜絕緣終端等處的屏蔽層可能損壞，從而使得高頻電磁逐漸向設(shè)備外傳遞，來自于放電處的電磁波也能憑借金屬箱體接縫以及絕緣開關(guān)等向外傳輸，對應(yīng)將出現(xiàn)暫態(tài)電壓，會傳輸至地下，其名稱為：TEV，其檢測圖示如圖2所示。

其信號會受到現(xiàn)場設(shè)備電壓大小、測量位置等的影響，各類高壓設(shè)備瞬間對地電壓數(shù)據(jù)庫，憑借TEV來分析各類電氣設(shè)備的局放量。由于TEV將受到各類因素干擾，一般用相對讀數(shù)來分析測試結(jié)果，從而對局放程度加以判斷，TEV和dB有下面的關(guān)系：

1dB=20log（1mV）

TEV測量法有著自身的優(yōu)勢，這種優(yōu)勢主要體現(xiàn)為：檢測方便，能夠?qū)崿F(xiàn)帶電檢測，檢測的適應(yīng)性強，具有一定的靈活度、靈敏度，有著超強抵御干擾的能力，通常不會因為外界因素的干擾而影響檢測效果，可以對故障實施高效定位、分析，進(jìn)而收到更加精準(zhǔn)、科學(xué)的數(shù)據(jù)信息，更為高效、靈活地監(jiān)測到局部放電。

2 10 kV 配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電帶電檢測應(yīng)用實踐

2.1 TEV檢測技術(shù)的應(yīng)用

不同電壓等級的配網(wǎng)，其開關(guān)柜局部放電量有所差異，10kV的局放量相對較小，如果眾多的開關(guān)柜在同一時間發(fā)生放電，則可能導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓，要想積極確保開關(guān)柜的高效運行，則應(yīng)該將TEV檢測技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)系統(tǒng)，具體需要達(dá)到以下條件：首先，按照特定時間來測試設(shè)備，所選測試儀要具備局部放電測試功能，而且方便操作，根據(jù)現(xiàn)實情況創(chuàng)建一個設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，利用該數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的檢測、分析。其次，每隔一個星期來對發(fā)生故障的電氣設(shè)備實施二次檢測，參照現(xiàn)實的檢測信息來創(chuàng)建檔案數(shù)據(jù)庫，同樣，來對設(shè)備實施故障定位與監(jiān)測。再次，按照預(yù)先設(shè)定的停電計劃，保證電網(wǎng)能夠始終處于安全、平穩(wěn)工作狀態(tài)，同時，也要對設(shè)備中的相關(guān)數(shù)據(jù)、信息等加以深入分析與總結(jié)，對狀態(tài)等加以更新調(diào)整。

2.2 測試點的定位與科學(xué)測試

（1）測試點的定位。對于開關(guān)柜測試點的定位第一步需找準(zhǔn)鏈接位置，而且要明確穿墻套管、絕緣支撐等的現(xiàn)實運行狀態(tài)，也要對斷路器、電纜接頭的局部放電加以觀察，傳感器的安裝部位一般有嚴(yán)格規(guī)范，檢查其是否達(dá)標(biāo)。一般來說測試點應(yīng)該選擇距離觀察窗較近，而且同通風(fēng)百葉類似的金屬面板中，實際的測試也需要密切查找窗上下測試中相關(guān)數(shù)據(jù)的變化。（2）測試過程。科學(xué)測試背景值，通過觀察和聆聽開關(guān)柜以及其他金屬設(shè)備等發(fā)出的聲音來進(jìn)行判斷，按照TEV測試的相關(guān)規(guī)定，將TEV測試儀探頭靠近開關(guān)柜，深入分析并理解測試中的數(shù)據(jù)，同時將其記錄下來，確保數(shù)據(jù)處于正常狀態(tài)。測試中需要嚴(yán)格抵御各類因素的擾動，要將一切可能性干擾因素排除在外，例如：手機(jī)關(guān)機(jī)、風(fēng)扇關(guān)掉。TEV測試以后，需要進(jìn)行背景數(shù)據(jù)讀取，這必然需要超聲波測試儀的運用。

3 檢測結(jié)果

配網(wǎng)開關(guān)柜在現(xiàn)實的檢測操作中可能出現(xiàn)各種問題，例如：數(shù)據(jù)超出合理范圍，開關(guān)柜的運行數(shù)據(jù)嚴(yán)重超標(biāo)現(xiàn)象極為常見，在超聲波檢測技術(shù)的檢測下，能夠更為真實、清晰地掌握配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電情況，從而更加清晰地掌握超聲波的變化狀態(tài)。利用TEV檢測技術(shù)來深入檢測其局部放電，并采取了科學(xué)的處理措施，有效緩解了配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電的故障威脅，收到了預(yù)期的檢測效果，具有相對明顯

的優(yōu)點。總體來看，TEV測量技術(shù)能夠更加精準(zhǔn)地監(jiān)測到開關(guān)柜的局放現(xiàn)象，從而提升電網(wǎng)的運行效率，維護(hù)配網(wǎng)的安全，屬于相對經(jīng)濟(jì)實際又安全的檢測技術(shù)。

4 數(shù)據(jù)分析

檢測過程中，可以嘗試下面的數(shù)據(jù)判斷法：第一，如果開關(guān)室TEV背景數(shù)值和測試數(shù)均小于20dB，則意味著開關(guān)設(shè)備處于常規(guī)狀態(tài)。第二，當(dāng)發(fā)現(xiàn)TEV背景值<10dB，一部分開關(guān)柜測出的數(shù)據(jù)也處于20到30dB，則要嚴(yán)加注意開關(guān)柜，分析其未來的發(fā)展趨勢，如果數(shù)值小于10dB，測試數(shù)據(jù)在30dB以上，意味著開關(guān)柜存在局部放電問題，則適合引入定位技術(shù)來深入分析放電現(xiàn)象，嘗試對其定位觀察。當(dāng)測試值和背景值均大于30dB，而且開關(guān)柜也未有任何峰值，則需要采用定位技術(shù)分析信號的源頭，當(dāng)鎖定該信號來自于開關(guān)柜時則要采取措施加以處理。當(dāng)發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜超聲波數(shù)據(jù)幅值處于6-20dB，則意味著開關(guān)中有局部放電現(xiàn)象，可以嘗試復(fù)測。在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，也要根據(jù)設(shè)備的具體性質(zhì)、種類來實施對比對照，具體對照、比較他們的周期性數(shù)據(jù)，以及變化幅度，變化幅度大于10dB則應(yīng)該集中注意，要深入觀察周圍有無干擾性信號，以及深入檢查開關(guān)柜有無問題和缺陷。

5 總結(jié)

采用超聲波技術(shù)以及TEV技術(shù)進(jìn)行高壓開關(guān)柜放電檢測，能夠收到預(yù)期的檢測效果，同普通的檢測技術(shù)對比有著一定的優(yōu)勢和優(yōu)點，能夠全面提高檢測效率，而且測試效果也更為簡單、直接。這兩項技術(shù)的應(yīng)用能夠為開關(guān)柜設(shè)備的狀態(tài)檢修創(chuàng)造有利條件，提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持，從而從長遠(yuǎn)維護(hù)開關(guān)柜的安全運行。

參考文獻(xiàn)：

[1]邱昌容，王乃慶主編.電工設(shè)備局部放電及其測試技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，1994.

[2]馮允平編.高電壓技術(shù)中的氣體放電及其應(yīng)用[M].水利電力出版社，1990.

[3]王昌長，李福祺，高勝友編著.電力設(shè)備的在線監(jiān)測與故障診斷[M].清華大學(xué)出版社，2006.

[4]鄧海.10kV配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電的聲電聯(lián)合檢測研究[J].電工技術(shù)，2012（02）.