局放電檢測在開關(guān)柜中的應(yīng)用研究

前言

10KV、35KV的開關(guān)柜是當(dāng)前變電站中主要的應(yīng)用設(shè)備，這些設(shè)備在設(shè)計、生產(chǎn)、安裝、運行的過程中，常常會無法預(yù)測的發(fā)生一些問題，這些潛藏著的問題則往往會在設(shè)備的運行過程中發(fā)生無法預(yù)測的變化，進(jìn)而導(dǎo)致事故的發(fā)生。如絕緣薄弱，制造工藝不到位，接觸不良等，都會導(dǎo)致開關(guān)柜在運行的過程中發(fā)生放電現(xiàn)象。而目前，我國供電行業(yè)就開關(guān)柜的檢測有很多，但是常用的局部放電檢測方法主要還是以ERA、UHF、TEV等技術(shù)為主，這些技術(shù)就其單獨的應(yīng)用來講，都存在不可避免的缺陷，如ERA檢測法，雖然應(yīng)用技術(shù)是最成熟的，但是其卻有著抗干擾能力極差的缺點。而UHF檢測法，雖然可以實現(xiàn)帶電檢測這一優(yōu)點，且抗干擾的能力極強(qiáng)，靈活性、操作性簡單等特點，同時可以快速的實現(xiàn)放電源的定位，但其缺點也很明顯，就是無法實現(xiàn)局部放電的量化。TEV檢測法有著其他技術(shù)所不具備的操作簡單、靈敏度高等優(yōu)點，能夠有效的反應(yīng)設(shè)備內(nèi)的絕緣狀態(tài)，但是在精確定位方面卻有所不足。不管是哪種檢測方式，都有其一定的局限性，無法做到精確、全面、真實的反映出設(shè)備內(nèi)的工況。本文在結(jié)合實際案例的基礎(chǔ)上，通過常規(guī)的現(xiàn)場停電、逐級檢測及現(xiàn)場預(yù)防性實驗的方式，驗證TEV與UHF及超聲波法相結(jié)合的快速檢測定位儀器的實用性。

1 前人的研究

當(dāng)前我國的眾多研究人員都在致力于研究更加快速、精確、量化的開關(guān)柜局放電檢測技術(shù)，研究成果囊括了單個技術(shù)的研究以及多個技術(shù)協(xié)同檢測的研究，其中，有關(guān)于TEV與超聲波法相結(jié)合的快速檢測定位技術(shù)是人們研究的重點，如顧云霞、孫海文、金虎就發(fā)表了《TEV與超聲波在開關(guān)柜局放電檢測中的應(yīng)用》一文，該文提出了將TEV與超聲波相結(jié)合的定位檢測技術(shù)，并通過實驗說明了該技術(shù)的實用性。如王流火 呂鴻 王增彬 李興旺 吳吉 龐小峰，發(fā)表的《開關(guān)柜局部放電檢測定位技術(shù)的應(yīng)用研究》，側(cè)重說明了將TEV與UHF相結(jié)合的定位檢測技術(shù)的實用性。

本文在結(jié)合他人研究的基礎(chǔ)上，通過采用該理論研制出來的局部放電定位儀PD Locator（PDL1）及多功能手持式局部放電檢測儀UltraTEV Plus+?（UTP-1）對開關(guān)柜室進(jìn)行現(xiàn)場的檢測，并結(jié)合傳統(tǒng)的現(xiàn)場停電、逐級檢測及現(xiàn)場預(yù)防性實驗進(jìn)行驗證，以此說明TEV與UHF及超聲波法相結(jié)合的快速檢測定位儀器的實用性、精確性。

2 檢測設(shè)備介紹

（1）多功能手持式局部放電檢測儀UltraTEV Plus+?（UTP-1）采用的是超聲波與TEV相結(jié)合的檢測儀器，能夠快速發(fā)現(xiàn)放電現(xiàn)象以及放電的嚴(yán)重性，并能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的量化。

（2）局部放電定位儀PD Locator（PDL1）則是目前最為廣泛應(yīng)用于開關(guān)柜的檢測儀器，能夠快速鎖定放電電源所在位置。其通過TEV技術(shù)以及UHF技術(shù)，實現(xiàn)了放點電源位置的快速定位。具備有精度高、定位快速、準(zhǔn)確的特點。

3 實際案例分析

2014年，某單位通過采用局部放電定位儀PD Locator（PDL1）及多功能手持式局部放電檢測儀UltraTEV Plus+?（UTP-1）對某供電所的變電站進(jìn)行日常的維護(hù)檢測。檢測設(shè)備是從變電站門口開始，檢測設(shè)備在變電站的門口檢測到的局放電檢測數(shù)據(jù)為32dB，在檢測設(shè)備對接地金屬門進(jìn)行檢測的時候，獲得的數(shù)據(jù)是45dB，隨著檢測人員往變電站內(nèi)部走去，檢測設(shè)備上的數(shù)據(jù)越來越高，在到達(dá)3號主變35KV開關(guān)柜的時候，檢測數(shù)據(jù)顯示達(dá)到了最大值，此時的數(shù)據(jù)顯示已經(jīng)達(dá)到了65dB，臨近3號柜的附近檢測數(shù)據(jù)都在52dB左右。隨著檢測人員繼續(xù)的深入并遠(yuǎn)離3號柜，檢測到的數(shù)據(jù)則越來越低，當(dāng)檢測人員到達(dá)變電站另外一側(cè)的時候，數(shù)據(jù)基本維持在了32左右。因此，初步認(rèn)定是3號變電柜出現(xiàn)了問題，隨后采用設(shè)備局部放電定位儀PD Locator（PDL1）對3號變電柜進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部存在嚴(yán)重的放電現(xiàn)象，且經(jīng)過檢測故障發(fā)生的位置在避雷柜與斷路器相連接的C相套管內(nèi)。為了驗證該設(shè)備的實用性，我們將采取常規(guī)的現(xiàn)場停電、逐級檢測及現(xiàn)場預(yù)防性實驗的方式對3號柜的故障進(jìn)行排查。

（1）首先是確定故障是否與10KV開關(guān)柜斷路器位置有關(guān)。方法就是將10KV開關(guān)柜與35KV開關(guān)柜相連接的斷路器斷開，然后再用定位檢測儀對35KV開關(guān)柜進(jìn)行局放電檢測。實驗獲得的檢測數(shù)據(jù)是62dB，也就是說，故障依然存在，與與10KV開關(guān)柜斷路器位置無關(guān)。

（2）確定是否與高壓斷路器有關(guān)。方法就是斷開高壓斷路器，在斷開之后，35KV開關(guān)柜實際已經(jīng)處于停電的狀態(tài)，但進(jìn)電處的電線仍然存在電流。隨后用檢測儀進(jìn)行檢測，獲得的數(shù)據(jù)依然是62dB左右，也就是說放電現(xiàn)象與高壓斷路器無關(guān)。

（3）確定35KV開關(guān)柜進(jìn)線電纜與斷路器之間是否存在放電現(xiàn)象。方法是對開柜的進(jìn)線側(cè)停電。停電后，使用檢測設(shè)備檢測的數(shù)據(jù)顯示在2dB以下，也就是說放電現(xiàn)象存在于35KV開關(guān)柜進(jìn)線電纜與斷路器之間。但是進(jìn)過對進(jìn)線側(cè)的拆解分析，并沒有發(fā)現(xiàn)任何的放電痕跡，這就排除了進(jìn)線側(cè)的故障嫌疑。根據(jù)分析，大致認(rèn)為應(yīng)該是在開關(guān)柜的母線上。

（4）對母線的確定。方法是預(yù)防性實驗。在拆除進(jìn)線電纜頭之后，對開關(guān)柜內(nèi)的母線做預(yù)防性交流電壓耐壓實驗，實驗分別對A/B/C三項分別進(jìn)行預(yù)防性實驗。在對A、B相進(jìn)行實驗的時候，我們的檢測設(shè)備獲得的檢測數(shù)據(jù)最大值是39dB，而在進(jìn)行C相的預(yù)防性耐壓實驗的時候，能夠聽見電壓升高過程中，有啪啪的聲響，同時，試驗電壓尚未到規(guī)定值的時候，檢測設(shè)備已經(jīng)測到了超過62dB的數(shù)據(jù)值。也就是說問題發(fā)生的位置是在C相的母線內(nèi)。現(xiàn)場將母線外的套管拆開之后，能夠看到明顯的放電痕跡。

（5）為了確定該變電站內(nèi)不再存在其他放電現(xiàn)象，在對3號柜進(jìn)行維修并投入運行之后，又再次使用檢測設(shè)備對變電站進(jìn)行全面的檢測，而獲得的檢測結(jié)果是變電站開關(guān)室門口檢測值為0，站內(nèi)的開關(guān)柜上的檢測數(shù)據(jù)在3dB以下不等，開關(guān)室的接地金屬門。

4 實踐結(jié)果說明

通過在現(xiàn)場采取常規(guī)的現(xiàn)場停電、逐級檢測及現(xiàn)場預(yù)防性實驗的方式對3號柜的故障進(jìn)行排查，結(jié)果表明問題發(fā)生的位置是在C相的母線內(nèi)這與檢驗儀器所偵測到的“在避雷柜與斷路器相連接的C相套管內(nèi)”結(jié)果是一致的。也進(jìn)一步說明了當(dāng)前采用的局部放電定位儀PD Locator（PDL1）及多功能手持式局部放電檢測儀UltraTEV Plus+?（UTP-1）對于我們在開關(guān)柜內(nèi)的放電檢測、定位是有效的。同時也印證了前面多名研究人員對于TEV與UHF相結(jié)合的快速檢測定位儀器的實用性的研究成果。

[1]律方成,李海德,王子建,程益峰.基于TEV與超聲波的開關(guān)柜局部放電檢測及定位研究[J].電測與儀表,2013(11).

[2]李海德.基于TEV與超聲波的高壓開關(guān)柜局部放電檢測方法研究[D].學(xué)位論文 華北電力大學(xué),2013.

[3]潘嘉濤.淺談開關(guān)柜局部放電帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用[J].科技資訊,2014(4).

[4]王流火,呂鴻,王增彬,李興旺,吳吉,龐小峰.開關(guān)柜局部放電檢測定位技術(shù)的應(yīng)用研究[J].廣東電力,2014(4).

[5]宋運平.TEV及超聲波檢測方法在開關(guān)柜狀態(tài)檢修中的應(yīng)用[J].中國科技縱橫,2012(3).