高壓開關(guān)柜局部放電檢測系統(tǒng)中絕緣狀態(tài)的檢測

謝曉媛

摘要：本文主要對我國當(dāng)前使用頻率較高的一種高壓開關(guān)柜進(jìn)行的系統(tǒng)分析。結(jié)合實(shí)際使用過程中出現(xiàn)的問題對當(dāng)前國內(nèi)開關(guān)柜所存在的缺陷進(jìn)行了總結(jié)與分析，在實(shí)際檢測過程中主要從放電的本身以及其所處的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行了檢測，并展示出有效的客觀分析。根據(jù)絕緣放電缺陷表達(dá)形式的多樣性以及其主次性的主要特點(diǎn)進(jìn)行分析，并且結(jié)合地區(qū)開關(guān)柜實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)提出了相應(yīng)的解決對策。在實(shí)際檢測過程中檢測結(jié)果將會(huì)受到專家經(jīng)驗(yàn)以及相應(yīng)檢測儀器的抗干擾性能這兩個(gè)方面的直接影響。因此在當(dāng)前對高壓開關(guān)柜進(jìn)行局部放電檢測時(shí)采用局部放電多方法聯(lián)合檢測可以有效的提高檢測的準(zhǔn)確性，可以為儀器安全穩(wěn)定的運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜;局部放電;狀態(tài)分析;應(yīng)對措施

絕緣技術(shù)是當(dāng)前高壓電力設(shè)備可以平穩(wěn)運(yùn)行的基礎(chǔ)。因此在高壓設(shè)備實(shí)際的運(yùn)行過程中為了確保相應(yīng)的高壓導(dǎo)體與地面之間可以保持足夠高的絕緣強(qiáng)度，一般選取空氣或者油作為主要的絕緣材質(zhì)。因此一旦絕緣材質(zhì)制作工藝出現(xiàn)問題將會(huì)直接影響到物質(zhì)的絕緣狀態(tài)，而且還會(huì)對整個(gè)輸電設(shè)備的使用壽命造成影響，通常在出現(xiàn)問題時(shí)會(huì)出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，因此，對設(shè)備進(jìn)行局部絕緣檢測可以有效的掌握各個(gè)設(shè)備實(shí)際的絕緣情況，可以有效的降低安全事故發(fā)生的概率。在實(shí)際檢測過程中需要對相應(yīng)設(shè)備放電的基本特征進(jìn)行有效的掌握、在進(jìn)行具體的檢測工作時(shí)有選擇性的選取放電技術(shù)，提高了檢測工作的準(zhǔn)確性，為設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。

一、局部放電檢測系統(tǒng)的構(gòu)成

當(dāng)前新型的開關(guān)柜局部放電檢測系統(tǒng)主要可以分為信號(hào)單元、附件以及校驗(yàn)器這三個(gè)部分。在實(shí)際工作過程主要通過內(nèi)置地波以及超聲波進(jìn)行控制，其中地電波主要通過內(nèi)置傳感器進(jìn)行傳播。在實(shí)際檢測過程中超聲波檢測可以有效的降低干擾電波帶來的影響，通常在檢測過程中利用高保真耳機(jī)進(jìn)行輔助檢測。在實(shí)際進(jìn)行檢測工作時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況選擇具體的檢測方式，在檢測工作開始前可以利用校驗(yàn)器對檢測儀器進(jìn)行檢測，提高整體的檢測質(zhì)量。

二、局部放電的現(xiàn)象研究

局部放電現(xiàn)象在高壓放電設(shè)備上較為常見，電力設(shè)備絕緣能力較強(qiáng)的電場工作時(shí)，受到電場的作用很容易出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象。這種放電形式會(huì)使得導(dǎo)體間出現(xiàn)局部短路現(xiàn)象但又不會(huì)單方面形成導(dǎo)電通道。但是局部放電會(huì)對絕緣介質(zhì)的狀態(tài)產(chǎn)生直接的影響，并其其影響程度直接受到局部放電強(qiáng)度的影響。這也是當(dāng)前高壓電力設(shè)備出現(xiàn)絕緣損壞現(xiàn)象最主要的一個(gè)原因。所以在相應(yīng)的科研人員在設(shè)計(jì)高壓電力設(shè)備絕緣設(shè)備時(shí)，需要不斷降低長期在高壓環(huán)境工作時(shí)相應(yīng)的絕緣材料的影響。對運(yùn)行中的設(shè)備要加強(qiáng)監(jiān)測，一旦局部放電超過一定范圍，需要將設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的檢查及維修然后再進(jìn)行使用。

三、基本原理及參數(shù)

當(dāng)前很多局部放電現(xiàn)象都時(shí)以聲、光、電作為能量的主要釋放形式，充分體現(xiàn)出了局部放電的主要特征，但是當(dāng)局部放電的種類不同或者階段不同時(shí)其主要特征也會(huì)存在著差別，就空氣表放電聲發(fā)射為主要研究類型，而且這類絕緣體內(nèi)部電磁高頻特征極為常見。并且電暈放電的電磁輻射較為穩(wěn)定，其相應(yīng)的聲波特征也相對來說較為穩(wěn)定，但是其主要的聲波特征較弱，給檢測工作帶來了一定的困擾。

通過結(jié)合氣體的放電理論進(jìn)行檢測可知，當(dāng)氣體發(fā)生放電現(xiàn)象時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)聲發(fā)射線性特征，而且在發(fā)生局部放電時(shí)有一部分能量會(huì)通過聲波的形式向外傳播。因此在實(shí)際檢測過程中使用超聲波特征可以將這類聲波特征進(jìn)行很好的檢測，從而將局部放電的具體情況有效的檢測出來。在標(biāo)準(zhǔn)的大氣壓下對這類聲波進(jìn)行檢測時(shí)，其聲波傳播的范圍以及衰減速度的快慢會(huì)受到放電過程中所釋放能量大小的影響。

四、檢測方法以及各個(gè)方法基本原理

（一）地電波主要原理以及其檢測方法

當(dāng)高壓放電設(shè)備發(fā)生局部放電現(xiàn)象時(shí)，通常其放電現(xiàn)象主要在與接地點(diǎn)相接近的地區(qū)出現(xiàn)，極易出現(xiàn)相對電流現(xiàn)象，并且會(huì)通過金屬表面進(jìn)行傳播。在內(nèi)部放電時(shí)，其放電量主要會(huì)聚集在被接地屏蔽的內(nèi)表面，通常出現(xiàn)連續(xù)屏蔽現(xiàn)象時(shí)，相應(yīng)的檢測設(shè)備很難在外部有效的檢測，但一部分屏蔽層在一些絕緣部位和各個(gè)墊圈之間的連接處以及電纜絕緣終端等部位通常沒有進(jìn)行有效的連接，因此局部放電所產(chǎn)生的高頻信號(hào)會(huì)在這幾個(gè)地方最終傳播到屏蔽外殼。結(jié)合相應(yīng)電場知識(shí)理論進(jìn)行分析可知，在局部放電現(xiàn)象發(fā)生的過程中會(huì)出現(xiàn)變化的電場，而變化的電場又會(huì)起磁場發(fā)生變化，通過磁場的變化又引起電場的變化，因此，在交變電場與磁場進(jìn)行相互激發(fā)并向外傳播的過程中，最終形成了電磁波。當(dāng)高壓開關(guān)柜出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象時(shí)有一部分會(huì)傳到金屬表層，整個(gè)設(shè)備的表面會(huì)出現(xiàn)一定的局部電流，直接導(dǎo)致設(shè)備表面出現(xiàn)了波阻抗現(xiàn)象，從而使得設(shè)備外層出現(xiàn)了一種暫態(tài)對地電壓，通常將這類情況簡稱為TEV。

地表波檢測法是當(dāng)前一種新興的檢測技術(shù)，在實(shí)際應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)的過程中可以在開關(guān)柜正常運(yùn)行的狀態(tài)下進(jìn)行檢測工作，不管是在線檢測或者是離線檢測都不需要關(guān)閉設(shè)備，并且可以及時(shí)的發(fā)先高壓開關(guān)柜存在的絕緣缺陷，并且進(jìn)行及時(shí)的預(yù)防，為后續(xù)的維修工作打下了良好的基礎(chǔ)，并且具有十分良好的抗干擾性能，具有十分良好的應(yīng)用價(jià)值。因?yàn)榭臻g電磁脈沖可穿透進(jìn)入電房，之后可以在在被測設(shè)備金屬外殼上或者金屬外殼以外的金屬表面檢測到相應(yīng)的對應(yīng)電位，極大程度的影響了最終的檢測結(jié)果。所以在進(jìn)行實(shí)際的測試工作之前需要在電房金屬門及空氣中分別進(jìn)行一次測量，從而有效的降低干擾帶來的影響。

（二）超聲波的原理與檢測方法

超聲波也是聲波的一個(gè)分支，通常這類聲波人耳聽不見并且頻率高于20KHZ，它和聲波很多相同的地方，主要都是由不同物質(zhì)通過震動(dòng)產(chǎn)生的，而且這類聲波只能在空氣中傳播;與此同時(shí)，在自然界中這類聲波很多，很多動(dòng)物都可以對超聲波進(jìn)行發(fā)射以及接受，在這其中以蝙蝠表現(xiàn)的最為突出，在實(shí)際進(jìn)行捕獵時(shí)可以對十分微弱的超聲波進(jìn)行利用。

超聲波檢測技術(shù)是以發(fā)生局部放電現(xiàn)象時(shí)出現(xiàn)的機(jī)械信號(hào)為主要的研究基礎(chǔ)的，在利用超聲波技術(shù)時(shí)可以很好的降低干擾因素帶來的影響，十分容易實(shí)現(xiàn)在線的檢測工作以及空間定位工作，并且超聲波的檢測技術(shù)可以對局部放電進(jìn)行有效的識(shí)別，為絕緣體轉(zhuǎn)臺(tái)的評(píng)估提供了良好的依據(jù)。

在出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象時(shí)總會(huì)出現(xiàn)聲發(fā)射現(xiàn)象，并且產(chǎn)生的聲波在很多領(lǐng)域階段都會(huì)發(fā)生散射，而且各個(gè)頻率所占的分量都不一樣。而超聲波是這類聲波中人耳不能識(shí)別的一個(gè)分量，但是聲波在傳播過程中會(huì)遵循機(jī)械波的主要傳播原理，聲波通常都是以球面波的形式向外進(jìn)行擴(kuò)散，而且聲波在不同的傳播介質(zhì)當(dāng)中其傳播速度也會(huì)存在一定的差別，在不同的介質(zhì)中傳播時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)折射以及反射現(xiàn)象。

通過對超聲波局部放電的原理進(jìn)行具體的分析可知，通常超聲波傳感器可以對局部放電產(chǎn)生的超聲波進(jìn)行有效的檢測與接收，將所產(chǎn)生的超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，再經(jīng)過系統(tǒng)的處理之后分析出局部放電的主要特征，通過對這些特征的分析，對開關(guān)柜設(shè)備絕緣材料的具體狀態(tài)進(jìn)行合理的評(píng)估。

五、總結(jié)

本文主要對開關(guān)柜局部放電檢測系統(tǒng)的原理以及檢測方法進(jìn)行了分析，將開關(guān)柜出現(xiàn)絕緣放電現(xiàn)象時(shí)出現(xiàn)的問題進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，當(dāng)前高壓開關(guān)柜的超聲波以及地電波的檢測技術(shù)在檢測高壓開關(guān)柜局部放電現(xiàn)象時(shí)起著至關(guān)重要的作用，在利用此項(xiàng)技術(shù)時(shí)可以對開關(guān)柜實(shí)際的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行良好的掌握，間接的掌握了相應(yīng)絕緣材料破損的具體程度，并在之后的一段時(shí)間對其實(shí)際的絕緣狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，針對其出現(xiàn)的問題提出相應(yīng)的解決策略，從而顯著的提高高壓開關(guān)柜實(shí)際的運(yùn)行效率。

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