10kV開關(guān)柜局部放電檢測方法研究

國家電投集團(tuán)協(xié)鑫濱海發(fā)電有限公司 郭東風(fēng) 方威

1 引言

目前，10kV 開關(guān)柜在配電網(wǎng)中是非常重要的一部分。在運行過程中可能會發(fā)生局部放電的情況，這種情況可以直接影響到10kV開關(guān)柜的使用。10kV電網(wǎng)運行的安全性主要取決于開關(guān)柜的運行狀態(tài)，相關(guān)工作人員需要對其足夠重視，對開關(guān)柜運行狀態(tài)有全面的把握，對局部放電進(jìn)行全面檢測，保證開關(guān)柜的供電可靠性。

2 10kV配電開關(guān)柜運行過程中可能產(chǎn)生的危害

在局部放電情況發(fā)生時，局部放電位置絕緣體會被電流擊穿，絕緣體會影響到開關(guān)柜的運行，從而導(dǎo)致電源體傳導(dǎo)，出現(xiàn)配電網(wǎng)不能正常運行的情況。當(dāng)開關(guān)柜發(fā)生局部放電情況時，會不斷釋放電流，如果沒有對應(yīng)的防護(hù)方法，會使配電網(wǎng)絕緣系統(tǒng)徹底崩潰，從而影響到配電網(wǎng)的正常運行。

局部放電現(xiàn)象出現(xiàn)后，會產(chǎn)生很多腐蝕性氣體，導(dǎo)致開關(guān)柜的導(dǎo)電性增強，對配電網(wǎng)系統(tǒng)的運行造成嚴(yán)重影響。如果沒有具體的開關(guān)柜電流檢測技術(shù)，會導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)整體癱瘓的狀況，嚴(yán)重影響到居民的用電需求。

3 10kv配電局部放電帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用

3.1 TEV技術(shù)的應(yīng)用

TEV檢測技術(shù)對配電網(wǎng)開關(guān)柜局部放電檢測有很好的效果。開關(guān)柜在發(fā)生局部放電情況時，如果出現(xiàn)局部放電擊穿的情況，會導(dǎo)致絕緣部分產(chǎn)生破損。開關(guān)柜放電狀態(tài)下，會產(chǎn)生暫態(tài)電壓，TEV檢測通過傳感器可以在開關(guān)柜道中獲取電脈沖的頻率，從而對放電量值進(jìn)行檢測。

TEV檢測法主要應(yīng)用于開關(guān)柜運行期間，當(dāng)開關(guān)柜在正常運行期間出現(xiàn)局部放電情況的時候，開關(guān)柜的墊圈鏈接的部分會出現(xiàn)絕緣段破裂的情況，其釋放的電磁會出現(xiàn)電壓暫停的狀態(tài)。暫態(tài)電壓通過開關(guān)柜的金屬部分可以進(jìn)入接地的狀態(tài)，這時候就要利用TEV 檢測法對其電容耦合傳感器進(jìn)行檢測，從而可以獲取到開關(guān)柜的放電數(shù)值。在開關(guān)柜上，將TEV測試器與探頭緊貼，發(fā)生測試數(shù)據(jù)變化情況時，可以利用TEV測試的單模式和連續(xù)模式進(jìn)行切換測試。

TEV 的技術(shù)收集的信號顯示出電壓波動的強度，就需要改變設(shè)備和電機的距離，從而改變振幅的變化，檢測出開關(guān)柜的具體漏電情況。在測試過程中，可以將穩(wěn)定值作為最終測試證據(jù)[1-2]，在連續(xù)模式實施過程中要作好電流測試的具體記錄，從而為后期測試工作提供參考依據(jù)。

3.2 超聲波檢測技術(shù)應(yīng)用

為保證配電網(wǎng)的正常運行，需要對開關(guān)柜進(jìn)行定期檢查，開關(guān)柜釋放的電流情況可以根據(jù)波普的顯示輕度來判斷。超聲波檢測技術(shù)在檢測過程中，并不是像以往的探測儀器使用侵入式的測量方式進(jìn)行工作的，而是用分貝讀取，顯示放電電波的數(shù)據(jù)，進(jìn)行局部放電檢測。當(dāng)設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)局部放電時會產(chǎn)生震動，超聲波會在很短的時間內(nèi)，將這種聲音進(jìn)行監(jiān)測，可以實現(xiàn)較快的放電檢測效果。

在檢測過程中，如果存在大量電波，會對檢測過程造成干擾，此時需要開啟超聲波的定位功能[3]，從而實現(xiàn)檢測手段的綜合化運用。測試前需要工作人員先對開關(guān)柜表層的電磁信號進(jìn)行電壓暫態(tài)檢測，在開關(guān)室上選擇不同的位置進(jìn)行檢測。

傳輸線路的長度自感度和電容量會對檢測結(jié)果有一定的影響，在開展超聲波技術(shù)應(yīng)用檢測時需要結(jié)合TEV 檢測技術(shù)獲取到局部放電的幅值和電脈沖的頻率。超聲波會在很短的時間內(nèi)檢測記錄，將這種聲音進(jìn)行捕捉，從而實現(xiàn)較好的放電檢測效果，信號強度與現(xiàn)場設(shè)備的電壓等級有直接關(guān)系，通過電頻率捕捉可以了解到開關(guān)柜的放電情況。

3.3 實踐環(huán)境下局部放電帶電檢測的情況

在不同環(huán)境下，檢測情況和數(shù)值會受到一定影響。為避免檢測差異產(chǎn)生，在不同環(huán)境下需要選擇不同的檢測方法。工作人員需要對設(shè)備參數(shù)進(jìn)行仔細(xì)查驗，對設(shè)備自身的功能進(jìn)行校對，以節(jié)省工作時間。開關(guān)柜在局部放電過程中，會出現(xiàn)電磁波的變化，表面會出現(xiàn)不同的孔洞情況，這些電磁波會通過孔洞出現(xiàn)電流泄露的情況[4]。

利用空間算法進(jìn)行放電位置演算。在推斷過程中，通過捕捉與分析放電產(chǎn)生的波形，可以將定位波形進(jìn)行收集。在檢查設(shè)備主機探頭的作業(yè)過程中，同軸結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行連接，兩者之間的電流需要進(jìn)行互相輸入鏈接，從而更好地進(jìn)行探頭驗證，保證檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

工作人員根據(jù)實際情況選擇合適的檢測方法，可以更好地保證電流檢測的準(zhǔn)確性。在測試過程中，對所處位置的局部放電情況進(jìn)行檢測，注意傳感器的信號泄露，根據(jù)金屬板的具體位置進(jìn)行測試。在實際測試中，可以通過排除噪聲以及風(fēng)扇等外界因素的干擾降低局部測試點對數(shù)據(jù)產(chǎn)生的影響。

4 對10kV配開關(guān)柜局部放電的防范措施

4.1 科學(xué)規(guī)范的設(shè)計10kV配電開關(guān)柜

在對10kV 配電開關(guān)柜進(jìn)行設(shè)計時，需要保證科學(xué)合理性，同時保證其正常運行，并且滿足配電網(wǎng)對開關(guān)柜的要求。開關(guān)柜設(shè)計需要綜合位置設(shè)定以及安裝運行不同情況方面考慮，排除各種運行影響因素，嚴(yán)格遵守開關(guān)柜的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)，通過保證其運行的穩(wěn)定性，更好地保證配電網(wǎng)的工作狀態(tài)。

在對開關(guān)柜局部放電檢測分析中，結(jié)合各種檢測技術(shù)的優(yōu)點形成的系統(tǒng)。將各種技術(shù)結(jié)合過程中，在較短的時間內(nèi)，對開關(guān)柜常見問題進(jìn)行檢測。有金屬塊的存在會導(dǎo)致開關(guān)的導(dǎo)線絕緣子出現(xiàn)永久性的磨損，導(dǎo)致斷電情況的發(fā)生。因此，在采用局部放電檢測技術(shù)開展的同時，必須對數(shù)據(jù)分析進(jìn)行功能應(yīng)急。在保障技術(shù)人員安全的同時，要采用常規(guī)的檢測技術(shù)對開關(guān)柜進(jìn)行復(fù)檢。技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜有放電的情況，需要確定其故障發(fā)生的原因[5]。

檢測技術(shù)一般都是外觀檢查。將母線作為主要檢測對象，技術(shù)人員在對10kV 開關(guān)柜狀態(tài)檢測過程中對可能出現(xiàn)的問題提前預(yù)防。技術(shù)人員在檢測過程中，通過對檢測區(qū)域的單獨壓力測定，可以根據(jù)記錄和分析數(shù)據(jù)變化，進(jìn)行表格測試。與傳統(tǒng)測量方式相比，先進(jìn)的測量方式具有更好的技術(shù)保障，能夠在保障高水平檢測的同時，更好地促進(jìn)電力質(zhì)量的發(fā)展[6-7]。

在實際操作中，負(fù)責(zé)開關(guān)柜技術(shù)的檢測人員必須要具備良好的測量技術(shù)，在分析放電時，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障以及掌握排查技術(shù)。由于開關(guān)柜數(shù)量眾多、造價成本較高，在檢測過程中，實現(xiàn)實時在線監(jiān)測可以避免出現(xiàn)局部放電檢測絕緣損傷。

4.2 在運行前對開關(guān)柜進(jìn)行試驗

為保證10kV 開關(guān)柜的安全質(zhì)量，在開關(guān)柜開始使用前，相關(guān)工作人員需要對電力相關(guān)的規(guī)定以及設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)研究，并且對其耐壓性能進(jìn)行測試。滿足測試要求的開關(guān)柜才可以將其投入實際生產(chǎn)中，從而保證其日后運行的穩(wěn)定性。

目前針對檢測放電的問題，要通過研究開關(guān)柜設(shè)備的放電強度以及感應(yīng)值的對應(yīng)關(guān)系，可以更好地為開關(guān)柜的測量提供有力依據(jù)[8]。高能帶電能夠直接在附近的介質(zhì)呈現(xiàn)出來電能破壞的情況，這種破壞情況如果出現(xiàn)累積效應(yīng)，會出現(xiàn)絕緣老化的現(xiàn)象。伴隨局部放電現(xiàn)象，會在高壓設(shè)備中的電器絕緣中產(chǎn)生分析，能夠決定所產(chǎn)生的電流脈沖的形狀。

TEV的技術(shù)收集的信號可以顯示電壓波動的強度，通過改變設(shè)備距離，可以改變振幅的變化，可以檢測出具體開關(guān)柜的漏電情況，當(dāng)信號被檢測到，其他干擾因素會影響到檢測效果。此時需要利用空間算法進(jìn)行放電位置演算，在推斷過程中，通過捕捉與分析放電產(chǎn)生的波形，可以將定位波形進(jìn)行收集，從而更好地確定信號的位置。傳統(tǒng)的控制柜技術(shù)具有一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不足，在對實施數(shù)據(jù)收集中，不能很好地達(dá)到預(yù)期效果。將穩(wěn)定值作為最終測試證據(jù)，在連續(xù)模式實施過程中要作好電流測試的具體記錄，從而更好地展開后期測試工作。因此，在實際放電檢測技術(shù)展開中，積極選用更多先進(jìn)的檢測技術(shù)，以提升放電檢測的科學(xué)性。并且，在試驗測量過程中，不斷改進(jìn)測量技術(shù)，以保證開關(guān)柜放電的高水平檢測。

電網(wǎng)在運行過程中，絕緣材料的不均勻會導(dǎo)致絕緣不足的情況出現(xiàn)，局部放電狀況隨著在不同檢測技術(shù)下會出現(xiàn)設(shè)備質(zhì)量問題的具體呈現(xiàn)，在對電場分布時，雖然放電量很小，但是也會將局部缺陷逐步放大。對開關(guān)柜表層的電磁信號進(jìn)行電壓進(jìn)行暫態(tài)檢測，需要在開關(guān)室上選擇不同的位置進(jìn)行檢測。傳輸線路的長度自感度和電容量會對檢測結(jié)果有一定的影響，為有效避免相關(guān)問題的產(chǎn)生，在運行前需要做好相關(guān)試驗。

4.3 運用新技術(shù)做好10kV 開關(guān)的維修以及檢驗工作

10kV開關(guān)柜在運行過程中難免會出現(xiàn)局部放電的現(xiàn)象，為避免其產(chǎn)生危害性，需要定期對開關(guān)柜進(jìn)行安全檢查，檢查過程中如果發(fā)現(xiàn)漏電的情況，相關(guān)設(shè)置需要進(jìn)行對應(yīng)的修整和維護(hù)。

在對10kV 開關(guān)柜運行狀態(tài)監(jiān)測過程中，定期展開維護(hù)檢修，可以更好地延長其使用壽命，降低開關(guān)柜的投入成本。開關(guān)柜在局部放電過程中，會出現(xiàn)電磁波的變化，表面會出現(xiàn)不同的孔洞情況，這些電磁波會通過孔洞出現(xiàn)電流泄露的情況。在采用比較專業(yè)的傳感器進(jìn)行數(shù)值捕捉時，根據(jù)傳感器的局部放電情況進(jìn)行檢測，可以一定程度地降低事故的發(fā)生率[9]。

當(dāng)設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)震動時，需要在設(shè)備外壁進(jìn)行超聲波檢測，向局部放電的具體部位進(jìn)行靈敏度獲取，從而更好地精確了解放電情況，實現(xiàn)局部放電缺陷類別識別。

當(dāng)高壓電器發(fā)生局部放電時，會將電量聚集在放電的技術(shù)部位。在開關(guān)柜上將TEV 測試器進(jìn)行探頭緊貼，一旦發(fā)生測試數(shù)據(jù)變化情況時，就可以利用TEV 測試的單模式和連續(xù)模式進(jìn)行切換測試。通過放電產(chǎn)生的金屬箱體的接縫處與氣緣開關(guān)的傳播，可以產(chǎn)生的暫態(tài)電壓，將電流與路徑抗阻進(jìn)行乘積，從而可以得出局部放電的脈沖頻率。

設(shè)備內(nèi)部出現(xiàn)局部放電時，會產(chǎn)生震動，超聲波會在很短的時間內(nèi)，將這種聲音進(jìn)行捕捉，從而實現(xiàn)較好的放電檢測效果，通過設(shè)備局部放電活動情況。可以建立設(shè)備狀態(tài)庫，從而將異常數(shù)據(jù)進(jìn)行定位測試。根據(jù)計劃以及缺陷設(shè)備進(jìn)行檢查處理，能夠進(jìn)行開展局部測試，能夠根據(jù)連續(xù)模式的脈沖數(shù)據(jù)看出電流的具體情況。

5 結(jié)語

10kV開關(guān)柜在運行過程中的局部放電情況，可以直接影響到整個配電系統(tǒng)，技術(shù)人員在對10kV開關(guān)柜狀態(tài)檢測過程中，對可能出現(xiàn)的問題提前預(yù)防，可以一定程度地降低損失。在開關(guān)柜運行過程中，只有對局部放電的問題高度重視，在正常運行狀態(tài)下，運用相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行實際情況檢查，做好相關(guān)防范措施，就能夠更好地促進(jìn)10kV 配電網(wǎng)的正常運轉(zhuǎn)。