開關(guān)柜局部放電檢測技術(shù)的應(yīng)用分析

楊儼琨 成都外國語學校

10k V、35k V 金屬封閉開關(guān)成套設(shè)備，已廣泛用于電力系統(tǒng)的各個變電站。電氣設(shè)備在長期運行中必然存在由于電、熱、化學因素導致的異常狀況下形成的絕緣劣化，電氣絕緣強度降低，甚至發(fā)生故障。數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，在全國電力系統(tǒng)中，由于開關(guān)柜事故載流和絕緣引起的故障，占全部故障的40%以上，由于絕緣閃絡(luò)引起的事故，占全部故障的79.0%。

局部放電時，會產(chǎn)生電磁波，還可能有發(fā)光發(fā)熱的現(xiàn)象，甚至是發(fā)出聲音，利用這些現(xiàn)象可以對放電的位置進行確定。主要的定位方法一共有兩種，一種是超聲波法，另外一種是電氣定位法，其中的電氣定位法利用了電磁波的傳遞特性進行定位的，由于變電站的地理位置比較的復雜，單純的檢測方法會產(chǎn)生誤差，應(yīng)用起來也不方便，因此還需要其他的檢測技術(shù)，這樣可以解決開關(guān)柜中出現(xiàn)的故障難題。

1 檢測技術(shù)的原理分析

1.1 地電波

在開關(guān)柜出現(xiàn)局部放電問題時，放電電量會在放電點相鄰接地金屬位置聚集，并形成電流脈沖，向其他的方向傳播，一般情況下，高頻局部電流只會在存在于導體表面，在內(nèi)部放電方面，放電電量會聚集于內(nèi)表面上，如果屏蔽層連續(xù)時，難以檢測到具體的放電信號。但是，一般屏蔽層都設(shè)置在絕緣位置、電纜絕緣終端、墊圈連接位置，如果出現(xiàn)故障，由于放電引發(fā)的電磁波就會傳輸至開關(guān)柜之外，并產(chǎn)生暫態(tài)電壓。若高壓電氣對地絕緣出現(xiàn)局部放電問題，那么高壓導電系統(tǒng)與金屬殼之間，就有電容性放電電量，但是該種放電電量非常小，時間也很短。當發(fā)生局部放電時，電磁波從放電點向外傳播。電流大小與這些電磁波產(chǎn)生的電壓有關(guān)。電壓等于電流與路徑阻抗的乘積，用電容性探測器就可檢測到放電脈沖。

1.2 超高頻

高壓電氣設(shè)備在運行中由于絕緣介質(zhì)中氣泡或雜質(zhì)的存在，將導致局部場強增大、局部放電發(fā)生。超高頻主要針對變壓器內(nèi)部局部放電出現(xiàn)的超高頻電磁波信號進行的檢測和定位，每一次的局部放電，都會存在正負電荷的中和問題，并產(chǎn)生陡電流脈沖，并輻射出電磁波。在放電間隙絕緣強度較高或者放電間隙較小的情況下，電流脈沖陡度較大，高頻電磁波輻射能力較強，其中，超高頻分量十分豐富。采用超高頻法來檢測局部放電，解決了傳統(tǒng)測量方式頻帶窄、頻率低、容易受干擾、信噪比低的問題，可以有效提高監(jiān)測質(zhì)量。

1.3 超聲波

超聲波的頻率為20～100kHz，波長為0.3～1.6cm，借助于技術(shù)的支持，可以將超聲波轉(zhuǎn)換為人耳可以聽到的聲波，在設(shè)備內(nèi)部存在電擊穿、局部放電、應(yīng)力過大、顆粒運動的問題時，將會出現(xiàn)振動問題。運動粒子會不斷對外殼產(chǎn)生碰撞，氣體液力會促使氣體傳遞至外殼之中，激發(fā)出超聲波，利用此來檢測放電故障問題。超聲方法對電暈、電弧、顆粒、爬電內(nèi)部放電的檢測是非常有效的，但是不適宜應(yīng)用在定量分析中，一般是通過不同類別的放電法來建立聲音庫，通過對比來判斷放電類型與放電大小，如果要進行深層次分析，可以利用頻譜分析法來進行。不同典型缺陷的放電脈沖相位分布圖各有其特征。放電能量不同，同一典型缺陷放電脈沖相位分布圖也不盡相同。

2 檢測技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 檢測母線倒角是否規(guī)范

在對開關(guān)柜進行檢測之前，應(yīng)該對開關(guān)柜外面的空氣電波環(huán)境進行檢測，如果室內(nèi)的電波水平在15DB左右，而母線處的放電幅值遠遠的高于電波水平，就可以懷疑母線存在放電現(xiàn)象。在進行超聲檢測的時候，如果開關(guān)柜的上部也產(chǎn)生了相應(yīng)的信號，即便是很微弱的，也可以判斷柜內(nèi)的母線也存在放電的現(xiàn)象。

應(yīng)用超高頻檢測儀可以很快的檢測到隱患發(fā)生的范圍，進而確定放電的類型。應(yīng)用這一儀器時，必須對開關(guān)柜的內(nèi)部進行逐一的排檢，開關(guān)柜的存在形式主要為金屬鎧裝，對電纜的檢測可以通過觀察窗進行。

2.2 檢測母線連接狀態(tài)

對連接狀態(tài)進行檢測時，可以通過噪音的大小進行對比，根據(jù)檢測的經(jīng)驗可以得知，變電站空氣噪音是不會超過十五分貝的，在檢測的時候仍是對室內(nèi)和室外同時進行檢查，然后利用超高頻探測儀就能夠確定故障發(fā)生的位置。

2.3 故障判斷分析

利用檢測的數(shù)據(jù)進行分析，在進行初次判斷時，可以對故障產(chǎn)生的現(xiàn)象進行全方位的統(tǒng)計，然后對設(shè)備的故障率加以分析。當開關(guān)柜的負荷減少時，信號受到干擾的情況會顯著的減小，開關(guān)柜內(nèi)外濕度和溫度也會逐步的恢復正常。如果干擾和負荷的狀態(tài)持平的時候，開關(guān)柜的運行狀態(tài)也會更加的穩(wěn)定。建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，所有的故障現(xiàn)象都可以被記錄下來。

3 結(jié)束語

目前，開關(guān)柜局部放電檢測技術(shù)的類型是多種多樣的，任何一種檢測手段都有其優(yōu)勢與不足，在具體的應(yīng)用過程中，需要根據(jù)設(shè)備的運行狀態(tài)、故障常見模式與檢查技術(shù)原理來合理應(yīng)用，實現(xiàn)經(jīng)驗與技術(shù)之間的完美結(jié)合。

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