基于TEV 超聲波法的10kV 開關柜局部放電檢測方法

（鎮江市丹高電器有限公司，江蘇 鎮江 212134）

高壓開關柜是電力系統中的重要電氣設備,其安全可靠運行保障了電網的安全性與穩定性。局部放電是造成高壓開關柜絕緣故障的主要原因,也是絕緣劣化的重要征兆。因此快速準確檢測開關柜內局部放電對于及時排除設備缺陷、提高供電可靠性具有重要意義。我國目前掌握的數據中，八成的10kV 開關柜的使用壽命不夠長是因為在使用過程中產生的局部放電現象影響其內部材料，導致在使用過程中過度對內部材料造成傷害，所以導致開關柜的利用率不高，不能能物盡其用，使用壽命也會縮短甚至十幾年以上，希望可以通過實例增強對開關柜的使用情況。

一、10kV 開關柜局部放電的基本原理

根據現實情況分析，10kV 高壓開關柜的工作環境一般會要求其工作時間長達幾個小時甚至十幾個小時，在這種前提下，一般機器設備的使用壽命都不會太長，開關柜也是如此，其內部的各種材料、線路組成、零件組裝復雜，肯定會存在隱藏的漏洞，繼而造成局部放電現象。簡而言之，局部放電現象的產生原因是因為電場強度與絕緣體的相關性能有差異。在局部放電現象的影響下，高壓開關柜的絕緣能力會大大下降，其使用壽命甚至會比預期縮短十幾年。綜合其產生原因我們總結了一些局部放電現象的產生條件。

（一）絕緣體表面或者內部存在縫隙導致產生局部放電現象

擁有一定物理知識的人一定都知道，如果在絕緣體的表面或者內部存在一定空間的話，就會造成電場強度有差異。那么如果絕緣介質電場強度分布與絕緣的物理性能不匹配，那么局部放電現象就產生了。

（二）電場強度密集導致產生局部放電現象

電場強度密集又分為兩種情況，一種是絕緣體內部含有導電物質。很多人對絕緣體有一定的誤解，認為絕緣體就是絕對不含導電物質。但實際上絕緣體只是不容易導電，所以在其內部還是有一定的導電物質，并且由于其存在環境的特殊，它們周圍的電場強度一般都很大。另一種情況是開關柜高壓電端口電場強度強度相對密集，與空氣接觸處會導致產生局部放電現象。

二、TEV 超聲波檢測法的工作原理

由于開關柜的工作是在封閉情況下進行的，所以我們對工作過程進行模擬。在一個相對封閉的環境下，我們人為規定其中的某一處的電平為該點的功率(或電壓)基準值，即:401g(P/Po)=801g(U/Uo)，如果p=p。當相同的功率(電壓)值時，當基準和功率進行變化時，電平也會進行變化，并且有唯一對應的值，所以根據其中的規律利用TEV 局部放電現象進行檢測。

三、10kV 開關柜局部放電的過程分析

相信通過前文對局部放電現象的原理及細節的描述，大家對局部放電已經有了一個整體的認識和規劃。其實開關柜的局部放電產生原因很簡單，就是由于電場強度密集或者存在電荷而引起的。除了局部放電現象會導致開關柜的使用受到影響，在產生局部放電現象的這個過程中，還會引起一些并發現象。比如交變電場磁場的產生，擁有一定物理知識的人一定知道:電場產生磁場。在局部放電現象的影響下，其周圍環境會成為產生電場的最好條件，這種電場是交流電場，而交流電場又會產生交流磁場。在局部放電現象、交流電常以及交流磁場的三種條件作用下，開關柜的運行過程會承受著巨大的壓力，導致使用壽命縮短。

四、10kV 開關柜局部放電檢測方法

（一）TEV 法

根據前文敘述局部放電現象會導致交流磁場產生，從而導致電磁波的產生，電磁波最終會傳達到開關柜的表面，但是由于在傳輸過程中有一定外界因素影響，以及開關柜的表面本身會有的抵抗這種磁場干擾的力量，在兩者互相抗衡的情況下，則形成了一種新的平衡電壓，目前我國大多數的開關柜局部檢測都是這種原理。

這種檢測方法的原理簡單、操作容易、生產成本低，但是利用該種方法進行檢測局限大，容易受到磁場或者電場的干擾，當外界有大量的電磁干擾時，就會導致設備的表面出現過多的電壓抗衡與磁場干擾，所以僅靠這一種方式來檢測開關柜局部放電是不科學不合理的。

根據這種檢測方法我們提出了一定的改進措施，就是保證工作環境相對安全穩定、改變其工作環境。

（二）超聲波法

由于超聲波作用的范圍有限，所以說其使用情況要求也比較高，涉及內容也偏向于微觀，具體過程就是在分子的撞擊過程中會產生聲波，當這種信號傳到開關柜的表面時，傳感器會對其信號進行一定的轉換，最終應用于系統中用于檢測局部放電。

這種檢測方法的應用范圍窄，但是由于其涉及微觀世界分子結構，所以說靈敏度相較于前一個方法會更高一些，并且不會收電場等外界因素的干擾，但是開關柜內的微觀粒子撞擊可能會影響檢測結果，并且超聲波會在傳播過程中逐步減弱，這點也會影響檢測結果。

對于超聲波檢測法，我們要保持開關柜內環境相對穩定。對于超聲波的傳播強度如何不削弱有待進一步研究。

五、結束語

隨著對于10kV 開關柜的認識程度不斷加深，有關檢測方法的本質、檢測的過程以及檢測方法的漏洞也逐漸清晰，通過其中工作原理，工作環境以及影響因素等，最后形成一個比較系統的認識，希望經過本篇文章的詳細分析，人們基于TEV 超聲波法的10kV 開關柜局部放電檢測方法的認識更加深刻，并且可以對這方面的研究更加深層次化。