開關柜局部放電檢測技術的應用分析

楊儼琨 成都外國語學校

10k V、35k V 金屬封閉開關成套設備，已廣泛用于電力系統的各個變電站。電氣設備在長期運行中必然存在由于電、熱、化學因素導致的異常狀況下形成的絕緣劣化，電氣絕緣強度降低，甚至發生故障。數據統計顯示，在全國電力系統中，由于開關柜事故載流和絕緣引起的故障，占全部故障的40%以上，由于絕緣閃絡引起的事故，占全部故障的79.0%。

局部放電時，會產生電磁波，還可能有發光發熱的現象，甚至是發出聲音，利用這些現象可以對放電的位置進行確定。主要的定位方法一共有兩種，一種是超聲波法，另外一種是電氣定位法，其中的電氣定位法利用了電磁波的傳遞特性進行定位的，由于變電站的地理位置比較的復雜，單純的檢測方法會產生誤差，應用起來也不方便，因此還需要其他的檢測技術，這樣可以解決開關柜中出現的故障難題。

1 檢測技術的原理分析

1.1 地電波

在開關柜出現局部放電問題時，放電電量會在放電點相鄰接地金屬位置聚集，并形成電流脈沖，向其他的方向傳播，一般情況下，高頻局部電流只會在存在于導體表面，在內部放電方面，放電電量會聚集于內表面上，如果屏蔽層連續時，難以檢測到具體的放電信號。但是，一般屏蔽層都設置在絕緣位置、電纜絕緣終端、墊圈連接位置，如果出現故障，由于放電引發的電磁波就會傳輸至開關柜之外，并產生暫態電壓。若高壓電氣對地絕緣出現局部放電問題，那么高壓導電系統與金屬殼之間，就有電容性放電電量，但是該種放電電量非常小，時間也很短。當發生局部放電時，電磁波從放電點向外傳播。電流大小與這些電磁波產生的電壓有關。電壓等于電流與路徑阻抗的乘積，用電容性探測器就可檢測到放電脈沖。

1.2 超高頻

高壓電氣設備在運行中由于絕緣介質中氣泡或雜質的存在，將導致局部場強增大、局部放電發生。超高頻主要針對變壓器內部局部放電出現的超高頻電磁波信號進行的檢測和定位，每一次的局部放電，都會存在正負電荷的中和問題，并產生陡電流脈沖，并輻射出電磁波。在放電間隙絕緣強度較高或者放電間隙較小的情況下，電流脈沖陡度較大，高頻電磁波輻射能力較強，其中，超高頻分量十分豐富。采用超高頻法來檢測局部放電，解決了傳統測量方式頻帶窄、頻率低、容易受干擾、信噪比低的問題，可以有效提高監測質量。

1.3 超聲波

超聲波的頻率為20～100kHz，波長為0.3～1.6cm，借助于技術的支持，可以將超聲波轉換為人耳可以聽到的聲波，在設備內部存在電擊穿、局部放電、應力過大、顆粒運動的問題時，將會出現振動問題。運動粒子會不斷對外殼產生碰撞，氣體液力會促使氣體傳遞至外殼之中，激發出超聲波，利用此來檢測放電故障問題。超聲方法對電暈、電弧、顆粒、爬電內部放電的檢測是非常有效的，但是不適宜應用在定量分析中，一般是通過不同類別的放電法來建立聲音庫，通過對比來判斷放電類型與放電大小，如果要進行深層次分析，可以利用頻譜分析法來進行。不同典型缺陷的放電脈沖相位分布圖各有其特征。放電能量不同，同一典型缺陷放電脈沖相位分布圖也不盡相同。

2 檢測技術的具體應用

2.1 檢測母線倒角是否規范

在對開關柜進行檢測之前，應該對開關柜外面的空氣電波環境進行檢測，如果室內的電波水平在15DB左右，而母線處的放電幅值遠遠的高于電波水平，就可以懷疑母線存在放電現象。在進行超聲檢測的時候，如果開關柜的上部也產生了相應的信號，即便是很微弱的，也可以判斷柜內的母線也存在放電的現象。

應用超高頻檢測儀可以很快的檢測到隱患發生的范圍，進而確定放電的類型。應用這一儀器時，必須對開關柜的內部進行逐一的排檢，開關柜的存在形式主要為金屬鎧裝，對電纜的檢測可以通過觀察窗進行。

2.2 檢測母線連接狀態

對連接狀態進行檢測時，可以通過噪音的大小進行對比，根據檢測的經驗可以得知，變電站空氣噪音是不會超過十五分貝的，在檢測的時候仍是對室內和室外同時進行檢查，然后利用超高頻探測儀就能夠確定故障發生的位置。

2.3 故障判斷分析

利用檢測的數據進行分析，在進行初次判斷時，可以對故障產生的現象進行全方位的統計，然后對設備的故障率加以分析。當開關柜的負荷減少時，信號受到干擾的情況會顯著的減小，開關柜內外濕度和溫度也會逐步的恢復正常。如果干擾和負荷的狀態持平的時候，開關柜的運行狀態也會更加的穩定。建立相關的數據庫，所有的故障現象都可以被記錄下來。

3 結束語

目前，開關柜局部放電檢測技術的類型是多種多樣的，任何一種檢測手段都有其優勢與不足，在具體的應用過程中，需要根據設備的運行狀態、故障常見模式與檢查技術原理來合理應用，實現經驗與技術之間的完美結合。

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