開關柜暫態對地電壓測試不穩定因素及改進方法

摘 要 暫態對地電壓TEV法是巡檢類開關柜局放放電的常用技術，由于巡檢時間短，常規的TEV傳感器需要貼敷開關柜表面才能實現定點探測，該模式存在數據波動性大，判據單一的問題。本篇提出的基于區域放電場強的測試方法，一方面可實現非接觸式測量，另一方面可實現區域化放電綜合場強的快速測試，從而提高巡檢效率的同時一定程度減少單點測試的盲從性和不確定性。

【關鍵詞】暫態對地電壓 區域場強 非接觸式 數據波動

暫態對地電壓TEV法是常見的開關柜局放放電的檢測技術，在監測領域，由于可以觀測到趨勢圖譜和時間周期內的平均值，短時的信號波動造成的數據不穩定性可以較為直觀的進行過濾和處理。但對于巡檢類設備，如手持式TEV檢測設備，由于TEV傳感器需要接觸柜體實現定點測量，因此通常采取移動探測不同位置的方法來歸納和篩選放電嚴重的區域。

據實際應用，巡檢類TEV檢測結果存在數據穩定性差的普遍性問題。

1 手持式TEV檢測方法的數據波動原理

由于TEV傳感器主要用于探測10-100M范圍的脈沖信號，由于目前沒有傳感器頻響特征統一的標定規程，在既定頻帶內傳感器線性度是否滿足要求，是一個非常關鍵的穩定性指標。另一方面，在高頻端放電信號發生時，如傳感器中心頻率偏向高頻，則檢測的信號相對穩定，但放電信號處于較低頻段時，數據穩定性變差。相反，如傳感器中心頻率偏向低頻，以高頻端為主的傳感器頻響增益會遇到類似問題。

因此手持式TEV是一種較為粗略的測試方法，當需要重點監測時，應進行現場放電特征的統計，將在線監測系統的工作頻帶調試到最佳位置，或采取多個頻帶自動切換的辦法。

2 手持式暫態對地電壓檢測的改進方法

一種辦法是提高檢測門限值，或將檢測門限值作為可設置的啟動門檻，這是一種幅度過濾法，實際應用受到諸多局限，如靈敏度降低的問題。

另一種辦法是提高檢測帶寬的可設置度，根據現場測試需要，可手動或自動調整測試頻帶，以搜索到最佳的探測頻率特性。

測試頻帶的調整可通過軟件或硬件進行調整，當需要較大范圍調整時，硬件調整將作為主要技術核心。

3 區域化場強測試方法

筆者介紹一種通過改進TEV傳感器特征，采取頻率可調整方案實現穩定性和靈敏度的提升。

主要特征表現為：

（1）通過高靈敏度調諧放大器，實現非接觸式的區域化的探測。區域化探測是一種區域場強平均值，相較于單點位置的放電信號，更加穩定。該步驟的實現措施為：提高信噪比和放大器增益、提高傳感器的探測傾角。

（2）通過改變傳感器特征響應頻率，即調整中心頻率及其有效帶寬的方法，實現放電信號最佳特性的捕捉。該步驟的實現措施為：改變物理電容、調整鎖相環頻率參數或采取軟件過濾的辦法。

4 分析方法討論

常用的TEV傳感器獲得的數據穩定性差對檢測運維人員造成困擾的另一重要原因是分析模式單一，即僅通過放電強度或脈沖個數來表征放電特性，一旦放電強度指示數據波動明顯后，則可能導致脈沖個數的統計不準確，無法進行甄別。一般僅在探測到較明顯放電信號的條件下，數據波動并不能影響到觀測到局部較大放大信號數值時，TEV的探測結果才能作為捕捉到放電信號的依據。如觀測到信號強度在10-25dBuV范圍進行波動時，一般僅作為巡檢記錄，作為觀測值；如信號強度達到15-40dBuV，可以作為超過警戒線進一步處理。

如采取改變特征響應頻率的辦法，如通過從10M，20M，50M，70M，100M作為中心頻率，帶寬10M范圍進行搜索，可能探測到實際信號強度已經攀越40dBuV（對應無搜索功能的10-25dB例子），則根據該數據可提前進行處理，減少故障蔓延機率。

另一方面，隨著放電持續時間的增大，放電頻率可能降低，由此傳統的基于脈沖個數的分析方法可能會出現脈沖個數減少的情況，這并不能代表放電信號減弱，很容易導致將歷史數據判別為干擾。

由此可見，通過頻率搜索的解決方案，不僅有利于跟蹤到實際最高放電強度，獲得相對穩定的判定數據作為依據，還能利于觀察放電信號隨頻率變化的趨勢，如放電頻率在觀測周期內持續，緩慢向低頻移動，且放電強度高于警戒值，則可認為放電嚴重程度增加。

5 小結

本篇淺析了巡檢類TEV檢測遇到的數據不穩定的一些外部因素和檢測設備自身原因，提出了基于頻率搜索的檢測方法，有助于減少數據波動帶來的負面影響。實際應用中，可考慮對TEV傳感器進行改進，但這需要建立在對TEV傳感器的頻率線性度、靈敏度，有效帶寬等參數的了解基礎上，由此，對TEV傳感器，尤其是一體化設備開展精密的校準工作是切實必要的。

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作者簡介

李衛（1975-），男。工程碩士學歷。現為云南電網有限責任公司普洱供電局高級工程師。主要研究方向為變電設備運行檢修管理。

作者單位

云南電網有限責任公司普洱供電局 云南省普洱市 665000