10kV配網開關柜局部放電的聲電聯合檢測解析

宋振達

摘? ? 要：結合實踐來看，聲電聯合檢測技術作為超聲波法和超高頻法的聯合，摒棄了這兩種技術的弊端，而把兩者的優點結合起來，在10kV配網開關柜局部放電的檢測時，排除現場干擾時效率更高，保證設備的正常運行。本文對10kV配網開關柜局部放電的聲電聯合檢測進行了研究探索，希望能對業界同行有所幫助。

關鍵詞：10kV配網;開關柜;聲電聯合;局部放電;檢測

1? 前言

10kV配網開關柜憑借其獨有的優勢被廣泛應用于變電站中，不僅操作簡便，而且占地面積較小，運行穩定可靠。在整個地區的電能供應和變電站的安全運行上都會受到配網開關柜運行情況的影響。實驗研究證明，因為絕緣的缺陷而導致配網開關柜出現了麻煩的局部放電狀況，在對開關柜的故障情況進行評估判斷時會比較困難，因此可以對配網開關柜的結構和運行情況進行綜合考慮，通常在實際情況中對不同的局部放電檢測的方法進行結合，取其優點，更好的進行檢測。

在電力系統的電氣設備中，高壓開關柜是比較重要的一種，配網運行的可靠性會受到開關柜運行情況的影響。而開關柜的局部放電作為電氣設備的絕緣化的表現方式，在對電氣設備進行開關柜局部放電的聲電聯合檢測時，能夠對開關柜電氣設備內部是否存在局部放電的情況進行了解，同時也可以確定局部放電的位置、類型和具體的放電量，通過聲電聯合檢測的結果，可以對電氣設備運行的穩定性以及絕緣劣化進行評估，可以成為相關措施的實行依據。

2? 聲電聯合法檢測原理及定位技術

在對電氣設備進行局部放電檢測的超聲定位方法具有較強的抗干擾能力和較高的定位精度，但會被不同的因素所干擾，進行聲電聯合檢測時的有效檢測范圍比較小，而且在現場的使用上不夠簡單方便。超高頻的方法具有較高的靈敏度，不僅能夠更加準確方便地進行定位，而且能夠對開關柜的局部放電進行性準確的定位以及對缺陷進行類型的識別。聲電聯合檢測的方法結合超聲波和超高頻定位的方法，更好的發揚了這兩種檢測方法的優勢，規避了弊端產生的影響。

（1）超聲波法。當在電力設備內部發生局部放電的情況時，會伴隨著沖擊而出現聲音和振動，并且使用從氣體介質傳輸的超聲波信號，將傳感器安裝在電氣設備的外面，通過產生的超聲波來定位，根據時間延遲和超聲波的傳播速度，以及測量多個超聲波傳感器在不同位置的局部放電產生的超聲波信號的時間延遲和時間差，能夠精確地對局部放電源進行定位計算，精準的定位絕緣缺陷的位置[2]。超聲波設備易于使用，而且技術相對比較的成熟，并且在實際的應用中具有充足的經驗。尤其是，該方法可用于測量操作而不改變設備的運行模式，因為要對超聲波的信號進行測量，所以具有很強的抗電磁干擾。當對信號的幅度進行比較之后，可以將缺陷發生的位置定位在精準的范圍內，并且精準度很高。但是，在現場的實際應用中，周圍的環境產生的噪聲可能會對其造成影響，尤其是設備自身的機械振動在某種程度會使得超聲波檢測的誤差變大，在對開關柜進行局部放電的定位時，因為超聲傳感器的比較小的檢測范圍，導致實際的工作量較大，在應用時不方便。

（2）超高頻法。超高頻方法要選擇適當的頻段，以便對局部放電產生的電磁信號進行檢測。架空線以及變電站的母線的電弧放電等是影響電氣設備的現場運行的主要因素，系統研究證明，在頻段低于300MHz的時候，這些因素是主要的影響因素，所以，在進行檢測信號的選擇時要選電磁信號較高的頻段，這樣不僅能夠避免傳統的電測試方法難以區分的電力系統的干擾，使得局部放電的信噪比能得到有效地提升。

（3）聲電聯合法。超高頻方法和超聲方法可以進行互補，而且通過使用超高頻傳感器以及超聲波傳感器的結合，在對電氣設備的局部放電進行檢測時，不僅可以展示超高頻方法的優勢，還可以改善設備機械振動等環境負荷的影響，得到快速的定位，而且有著超聲波檢測的優點，可以進行準確地定位，還能有效減少電氣的干擾。

聲電聯合檢測指的是在對電氣設備進行局部放電的定位時使用的是超高頻方法，在電氣設備局部放電的近似范圍得到確定后，在進行定位時時通過超高頻法以及超聲波方法的結合，對絕緣缺陷進行精準的定位。因為在局部放電的檢測中，聲電聯合檢測同時對其差生的電磁波以及超聲信號進行檢測，通過分析兩個傳感器檢測到的信號，可以更有效地消除現場的干擾，可以提升識別缺陷類型的精準性，更好的實現設備的局部放電檢測。

4? 案例分析

在對10kV配電房中的高壓開關設備進行局部放電檢測期間，發現開關柜的暫時性的電波在檢測時有數值偏大的現象，因此可以做診斷性的測試。

（1）超聲波檢測。非接觸式的超聲波檢測器用于檢測10kV沙邊線701開關裝置和10kV沙邊線的706開關柜之間的間隙。

（2）超高頻電磁波檢測。如果檢測到703開關柜后，超高頻檢測器可用于檢測弱的UHF信號。每20ms重復放電，在放電期間幅度改變，放電的次數也不是不變的，分析結果為放電是絕緣的。

（3）聲電聯合定位檢測。聲電聯合檢測的檢測電波的形狀，放電位置由時域波形的時間差來進行確定。根據放電的位置是接近時間差的最小檢測點的原理，可以判定接近時間差為1.70ns的放電點的位置，并且在機柜后面設置深度為60cm，通過對本地部分由開關柜的結構來判斷放電點在斷路器的底部。

5? 開關柜的防護措施

（1）對開關柜內的少油開關進行改造，以真空開關柜替代以前的開關柜，對非加強型的絕緣部件進行改裝升級成為加強型的絕緣件，而且在柜內設備的選擇上，不僅要考慮到高壓配電室周圍的環境狀況，而且要對設備的經濟性能進行考慮，要保證設備的環境耐受性。

（2）在進行高壓開關柜的絕緣擋板材料的選擇時，要選擇那些具有憎水特性的，不能吸收空氣中的水汽，而且要是絕緣能力好的，這樣可以減少絕緣受潮問題的出現。

（3）在對開關柜和室內的溫度差異進行綜合考慮時，可以設置紅外線的加熱器來去除柜內空氣的水蒸氣，這樣可以減少開關柜內生成凝露而導致外絕緣面的電擊穿以及閃絡。

（4）可以將空調和排氣扇安裝在10kV的開關柜的墻壁上面，設定時間按時啟動，對室內的濕度進行調節。另外，可以遵守安全運行的需要來對環境進行改造。

6? 結束語

電氣設備像開關柜等會在運行的過程中出現放點缺陷等狀態異常的情況。通常運行部門可以在制定檢修策略的過程中使用聲電聯合的局部放電檢測技術得到需要的關鍵判據，進而可以對檢修計劃做出合理的調整，保證對電氣設備進行檢修工作的過程能夠順利進行，盡可能地減少設備在檢修的過程中出現不足或過剩的問題，降低設備出現在故障而耗費的成本，保證設備運行的穩定性。

參考文獻：

[1] 開關柜聲電聯合局部放電檢測在晉中電網的應用[D].華北電力大學（北京）， 2016.

[2] 劉楊，陳昱同，馬麗強.聲電聯合法檢測開關柜局部放電有效性分析[J].山西電力， 2016（5）：34～36.