基于TEV與超聲波的開關(guān)柜局部放電檢測(cè)及定位研究

王偉*，雷志勇

（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司晉中供電公司，山西晉中，030600）

引言

目前，高壓開關(guān)柜已廣泛用于電力系統(tǒng)的變電站中，是電力系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。高壓電網(wǎng)的安全運(yùn)行，離不開先進(jìn)技術(shù)的支持。就高壓開關(guān)柜局部放電檢測(cè)而言，必須依靠先進(jìn)的超聲波等技術(shù)予以支持，更可確保其安全性以及可靠性得以提升。開關(guān)柜會(huì)受到諸多因素的影響，例如在高電壓以及高溫的影響下，其內(nèi)部的放電可能性會(huì)顯著增強(qiáng)。除此之外，潮濕環(huán)境以及振動(dòng)也會(huì)對(duì)其造成影響，造成開關(guān)柜內(nèi)電氣設(shè)備絕緣劣化，最終以局部放電的形式表現(xiàn)且加劇絕緣劣化，進(jìn)而帶來安全事故和經(jīng)濟(jì)損失，因此，為降低其引發(fā)的更大危險(xiǎn)，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行全面地分析，旨在為檢測(cè)以及定位工作提供有效的幫助。

1 概述TEV原理以及超聲波原理

所謂的TEV法就是借助電容耦合探測(cè)器案例對(duì)放電脈沖以及幅值實(shí)施檢測(cè)。因?yàn)榉烹姇?huì)導(dǎo)致電磁波的增強(qiáng)，繼而會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生一定的限制。當(dāng)局部放電成為電流之后，會(huì)與波阻抗產(chǎn)生反應(yīng)，最終會(huì)形成暫態(tài)的對(duì)地電壓。最合適的暫態(tài)地點(diǎn)波檢測(cè)與獲取時(shí)間，是在其幅值較高的情況下，并且數(shù)值比較穩(wěn)定的時(shí)刻。這種方式能夠在帶電的情況下實(shí)施，并且具有操作簡(jiǎn)便的特征。至于超聲波法，其工作原理大致為借助設(shè)備檢測(cè)其放電聲波，其中聲波主要來自于分子的碰撞。若是檢測(cè)的數(shù)值超過20KHz，那么說明其設(shè)備周圍存在超聲波。如果是針對(duì)局部檢測(cè)，那么就可稱為局部放電的超聲波檢測(cè)。

2 研究局部放電檢測(cè)措施

2.1 關(guān)于局部放電檢測(cè)模型

如下的幾種放電模型，主要是依據(jù)開關(guān)柜局部放電而設(shè)置的。首先，關(guān)于針板放電。其尖長(zhǎng)通常為十五毫米，其半徑為零點(diǎn)五毫米。并且，具有一毫米的絕緣板。其次，關(guān)于內(nèi)部放電模型。它擁有兩層絕緣板，厚度約三毫米。其間擁有一毫米厚度的介質(zhì)，并且板上的圓孔直徑為十毫米。再有，關(guān)于懸浮放電模型。它由兩個(gè)板形成，且彼此之間的電極距離大致為十毫米。最后，關(guān)于沿面放電模型。在縱向放有直徑為十毫米的環(huán)氧樹脂棒，并且其長(zhǎng)度為十毫米。

2.2 具體分析相關(guān)數(shù)值

對(duì)局部放電結(jié)果的分析與評(píng)估，主要涉及三方面內(nèi)容：首先，針對(duì)針板放電的分析。若是電壓值增強(qiáng)，直至 12KV便會(huì)隨之出現(xiàn)異響，由此可知電量值已經(jīng)高達(dá)1000pC。在此現(xiàn)象中，正半周電壓峰值會(huì)聚集諸多的電量。究其原因能夠知道，針尖處存在電流。若是電壓值提升，一定數(shù)量的放電脈沖則會(huì)聚集在正半周的位置，具體在九十度的相位周圍。其次，關(guān)于內(nèi)部放電的分析。當(dāng)電壓值控制在12kv時(shí)，檢測(cè)可知其放電量的數(shù)值在400pC處。此時(shí)其半周附近都存在放電的現(xiàn)象，并很有可能在上升沿位置。若是負(fù)半周的幅值與正半周相差甚遠(yuǎn)，故而可斷定其放電的現(xiàn)象。最后，關(guān)于懸浮放電的分析。當(dāng)其電壓值在 7.5kV時(shí)，該放電量有了明顯的擴(kuò)大，甚至幅值已經(jīng)有1V左右。

3 定位開關(guān)柜局部放電源的位置

關(guān)于超聲波以及TEV法在開關(guān)柜局部放電源定位中的舉措實(shí)施前，需對(duì)其定位的原理得以掌握。事實(shí)上，聲波的速度比較低，它遠(yuǎn)不及電磁波的速率。由此可知，超聲波在傳感器至放電源之間存在間歇或者是時(shí)延，但是電磁波卻沒有存在該現(xiàn)象。由于是位置的不同，故而導(dǎo)致聲信號(hào)在經(jīng)由傳感器的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)不同程度的時(shí)延現(xiàn)象。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，超聲波與TEV之間的時(shí)間是不一致的。由此可知，在具體的操作過程中，可將兩者實(shí)施有機(jī)地聯(lián)合，借此更高效、更準(zhǔn)確地對(duì)局部放電的位置實(shí)施定位。例如，在確定時(shí)間基準(zhǔn)的時(shí)候，可采用TEV信號(hào)為對(duì)象。在此基礎(chǔ)上，挑選四個(gè)超聲波傳感器作為輔助設(shè)備。其次，將兩者之間的時(shí)間差為固定值，并將其視為放電源以及傳感器之間的輸送時(shí)長(zhǎng)。最后，延遲時(shí)間與等值聲速的乘積，便是傳感器以及放電源間的距離值。借助以上數(shù)值，來準(zhǔn)確定位放電源的具體位置。在這一過程中，超聲波傳感器的數(shù)量可以增加，如此一來其計(jì)算的結(jié)果會(huì)更加理想、準(zhǔn)確。為了確保該數(shù)值的科學(xué)性，還應(yīng)該對(duì)放電源的位置坐標(biāo)實(shí)施檢驗(yàn)，確保其誤差控制在合理的范圍內(nèi)。重復(fù)試驗(yàn)對(duì)于放電源的定位來講，是非常有必要的，如此一來還能夠有效、及時(shí)的為施工人員提供一定的幫助。

4 結(jié)束語

由以上內(nèi)容可知，關(guān)于開關(guān)柜局部放電實(shí)施檢測(cè)的措施以及方式有很多。但經(jīng)過對(duì)比與分析可知各種方式均有其優(yōu)缺點(diǎn)，故而在采用不同方式的時(shí)候，必須對(duì)具體情況實(shí)施分析，繼而再采取更科學(xué)的方式對(duì)其實(shí)施檢測(cè)以及定位。若是條件允許，還可及時(shí)將多種措施聯(lián)合起來，從而確保檢測(cè)與定位的準(zhǔn)確性，從而為開關(guān)柜的價(jià)值得以實(shí)現(xiàn)。

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