高壓開關柜內部電氣設備局部放電特性的檢測探析

于臻

摘要：通過對高壓開關柜內部結構開展分析，了解其內部有多個電氣設備。本文提出了暫態地電壓檢測原理、特高頻檢測原理，對參考經驗判據法、比較法、曲線分析法等局部放電判定方法進行了論述，并以避雷器為例，對局部放電檢測進行了探究，以便提升檢測的有效性，為關注這一類話題的人們提供參考。

關鍵詞：高壓開關柜;電氣設備;局部放電

引言：隨著國民經濟快速增長，人們生活水平日益提高，不僅對電量的需求增加，而且對供電質量提出了高要求。高壓開關柜是主要電氣設備之一，當前在很多變電站得到有效應用，對供電系統運行具有重要影響。但高壓開柜內部電氣設備在長時期運行中，比較容易形成絕緣劣化，因此有必要對其局部放電特性進行檢測。

一、高壓開關柜內部結構

金屬柜體是高壓開關柜的主要構造，其內部有多個設備。例如，互感器、接觸器、斷路器、接地開關、負荷開關等。該金屬柜體主要有兩種形式，一種是半封閉式的金屬柜體，另一種是全封閉的金屬柜體。由于多個設備聚集在一個金屬柜體中，所以其占地面積是比較小的，結構也相對緊湊，有利于縮短施工工期。在電力系統運行中，高壓開關柜發揮著重要作用，不僅能夠有效接收電能，而且還能夠進行電能分配。

二、高壓開關內部電氣設備局部放電特性的檢測方法

（一）局部放電檢測原理

通過對高壓開關柜內部電氣設備局部放電情況觀察和分析可知，其發電過程中，會出現一些物理現象。如，光的物理現象、聲的物理現象等。因此，在進行局部放電特性的檢測中，需要都物理量進行檢測，并科學的進行特征量的提取，以便為其局部放電現象的分析提供有利條件，也能為絕緣狀態評估工作奠定良好的基礎。其具體的檢測原理主要有以下幾個：

第一，特高頻檢測原理。基于該原理進行高壓開關柜內部電氣設備局部放電特性的檢測，需要充分發揮特高頻傳感器的作用。主要是因為特高頻傳感器能夠對局部放電過程中出現的特高頻電磁波信號開展有效的檢測，為其放電特性分析提供依據，并能夠獲取和明確局放信號的幅值、相位等重要信息[1]。特高頻檢測原理是高壓開關內部電氣設備局部放電特性檢測的主要原理之一，能夠實現良好的檢測效果。主要是因為特高頻信號傳輸的路徑比較特殊，一種路徑是從觀察孔傳出的，另一種路徑是從柜子縫隙傳出的，基于特高頻檢測原理的檢測方法具有較強的抗干擾能力，并且能夠進行精準的定位，所以可以有效的進行特高頻電磁波信號檢測。

第二，暫態地電壓檢測原理。暫態地電壓檢測原理近年來被廣泛應用在局部放電檢測中，具有外界干擾信號少的特點，有利于提升在線檢測的靈敏度與可靠性。在高壓開關內部設備局部放電中，該原理主要是借助電容耦合測出局部放電產生的脈沖和幅值，有利于提升檢測的效率與質量。

（二）局部放電判定方法

近年來，隨著電力事業的蓬勃發展，高壓開關柜的應用也越來越廣泛，為了充分發揮高壓開關柜內部電氣設備的作用，加大了局部放電檢測方法的研究力度。在新時期，新的局部放電檢測方法層出不窮。其中，最常用的檢測方法有三種，一是曲線分析法，二是比較法，三是參考經驗判據。

第一，曲線分析法。在高壓開關柜內部電氣設備運行中，雖然會受到一定的干擾，但這些干擾在所有設備上的作用呈現了一致性的特征，在某種程度上為局部放電檢測提供了有利條件[2]。因此，在實際檢測中，能夠在較短的時間對開關室內的開關柜進行有效的測試，依據測試獲取的數據，可以有針對性的開展數據曲線繪制工作，采用曲線分析方法進行局部放電特性的判斷。一般來說，依據測試結果繪制的曲線主要有兩種形式，一種曲線有凸點，另一種曲線比較平緩。如果繪制的曲線屬于第一種形式，則可以證明高壓開關柜存在放電的情況;如果繪制曲線屬于第二種形式，則可以證明開關柜是不存在明顯放電現象的。

第二，比較法。在高壓開關柜內部設備局部放電特性檢測中，比較法是一種有效的判定方法。其主要包括兩種方式，一種方式是進行縱向比較，另一種方式是進行橫向比較。其中，前者主要是針對不同時間的測試結果進行對比分析，在這一過程中，既可以了解開關柜內部設備的運行狀態，又能夠發現和掌握局部放電的主要趨勢。在對同一開關室的開關同一測試結果進行比較時，需要采用橫向比較方式進行局部放電的判定，而且這些開關的等級都是相同的。在比較中，一旦發現某些高壓開關柜現場背景值比其它開關大時，可以證明其是存在缺陷的，會對設備運行狀況產生不良影響。

第三，參考經驗判據的方法。應用該方法進行開關柜內部設備局部放電判定時，主要是參考國外及國內其他地方的適用判據。

（三）局部放電定位的方法

聲電聯合法、時差法、平分面法和幅值法是進行開關柜內部設備局部放電定位的主要方法。在對局部放電定位過程中，需要借助UHF傳感器和TEV傳感器。與此同時，還應該明確其幅值，了解時間差。因此，在這一過程中，需要對聲電聯定位法的原理進行合理的應用，主要是基于該原理計算超聲波信號和電信號的時間差，進而可為高壓開關內部設備局部放電提供有利條件，提升定位的效率與精準性。另外，還能及時發現存在缺陷或者異常高壓開關柜的具體位置。此外，在局部放電定位方面，暫態地電壓原理的作用也是不可小視的，在開展一次定位分析工作中，需要對該原理進行合理的應用，并以特高頻傳感器為支撐，進而可以明確缺陷的大概位置。在開展二次定位分析工作中，需要注重超聲波傳感器作用的發揮，通對其信號進行檢測，能夠將現場的干擾因素及時排除，為局部放電定位創造良好的環境，不僅能夠在整體上提升缺陷識別的準確度，而且對高壓開關內部設備局部放電精準度的提高也具有重要意義。

三、局部放電案例分析

為了有效的開展高壓開關柜內部設備局部放電特性檢測工作，本文主要以避雷器內部局部放電為例，對相關檢測工作進行了探究。

（一）TEV檢測結果

采用超聲波法對某開關柜進行局部放電檢測時，并沒有發現異常的情況。但使用暫態地電壓檢測法發現該開關柜有異常局部放電信號。通過采用橫向比較方式，發現2號站變開關柜測試的數據是比較大的，不在標準值的范圍之內，其最大相對值已經達到了31dB，所以可判定其內部設備存在著嚴重的放電現象[3]。

（二）局部放電源定位

為了快速且準確的找出2號站變開關柜內部設備局部放電源的位置，在本次測驗中，主要采用了停電實驗的方式，并借助YDQ交流耐壓實驗器，在此基礎上開展對避雷器升壓的工作。為了明確超聲數值，了解暫態地電壓，還對其運行狀況進行了模擬。通過對相關數據分析可知，除了避雷器TEV測試值，其它的測試值都在相關標準之內。因此，需要對開關柜避雷器測試值進行了深入的分析，發現其某處的暫態地電壓測試值明顯大于其它值，所以需要對其進行全方位的探究。

（三）診斷分析

為了全面了解避雷器的問題，進行現場解體檢查，發現內部的閥片出現了松動的問題，并且該問題是比較嚴重的，在底部就可以看到非常明顯的間隙，所以可以判定其是引發高壓開關局部放電的主要原因，而且屬于空穴放電，所以應該對其進行有效的維護。

結論：總之，高壓開關柜是變電站重要的設備之一，對其運行具有重要影響。在長時期運行中，開關柜內部設備容易出現局部放電的現象，會降低絕緣強度，影響設備正常運行。因此，需要做好局部放電特性檢測工作，掌握暫態地電壓和特高頻檢測原理，對局放判定方法進行合理利用，以便提高定位和缺陷判定的準確性。

參考文獻：

[1]李永祥，郭力強，高佳琦.高壓開關柜內部電氣設備局部放電特性的檢測與分析[J].高壓電器，2018，54（01）：97-103+109.

[2]鄭云海，方麗妮，吳奇寶.利用超聲波檢測法檢測開關柜內部局部放電故障[J].電世界，2017，58（02）：32-33.

[3]李夢.開關柜局部放電檢測技術分析及案例應用[J].農村電工，2015，23（12）：29.