高壓開關(guān)柜局部放電檢測系統(tǒng)中絕緣狀態(tài)的檢測

謝曉媛

摘要：本文主要對我國當前使用頻率較高的一種高壓開關(guān)柜進行的系統(tǒng)分析。結(jié)合實際使用過程中出現(xiàn)的問題對當前國內(nèi)開關(guān)柜所存在的缺陷進行了總結(jié)與分析，在實際檢測過程中主要從放電的本身以及其所處的實際運行環(huán)境進行了檢測，并展示出有效的客觀分析。根據(jù)絕緣放電缺陷表達形式的多樣性以及其主次性的主要特點進行分析，并且結(jié)合地區(qū)開關(guān)柜實際的運行狀態(tài)提出了相應(yīng)的解決對策。在實際檢測過程中檢測結(jié)果將會受到專家經(jīng)驗以及相應(yīng)檢測儀器的抗干擾性能這兩個方面的直接影響。因此在當前對高壓開關(guān)柜進行局部放電檢測時采用局部放電多方法聯(lián)合檢測可以有效的提高檢測的準確性，可以為儀器安全穩(wěn)定的運行打下良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜;局部放電;狀態(tài)分析;應(yīng)對措施

絕緣技術(shù)是當前高壓電力設(shè)備可以平穩(wěn)運行的基礎(chǔ)。因此在高壓設(shè)備實際的運行過程中為了確保相應(yīng)的高壓導體與地面之間可以保持足夠高的絕緣強度，一般選取空氣或者油作為主要的絕緣材質(zhì)。因此一旦絕緣材質(zhì)制作工藝出現(xiàn)問題將會直接影響到物質(zhì)的絕緣狀態(tài)，而且還會對整個輸電設(shè)備的使用壽命造成影響，通常在出現(xiàn)問題時會出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，因此，對設(shè)備進行局部絕緣檢測可以有效的掌握各個設(shè)備實際的絕緣情況，可以有效的降低安全事故發(fā)生的概率。在實際檢測過程中需要對相應(yīng)設(shè)備放電的基本特征進行有效的掌握、在進行具體的檢測工作時有選擇性的選取放電技術(shù)，提高了檢測工作的準確性，為設(shè)備的平穩(wěn)運行打下良好的基礎(chǔ)。

一、局部放電檢測系統(tǒng)的構(gòu)成

當前新型的開關(guān)柜局部放電檢測系統(tǒng)主要可以分為信號單元、附件以及校驗器這三個部分。在實際工作過程主要通過內(nèi)置地波以及超聲波進行控制，其中地電波主要通過內(nèi)置傳感器進行傳播。在實際檢測過程中超聲波檢測可以有效的降低干擾電波帶來的影響，通常在檢測過程中利用高保真耳機進行輔助檢測。在實際進行檢測工作時需要根據(jù)實際情況選擇具體的檢測方式，在檢測工作開始前可以利用校驗器對檢測儀器進行檢測，提高整體的檢測質(zhì)量。

二、局部放電的現(xiàn)象研究

局部放電現(xiàn)象在高壓放電設(shè)備上較為常見，電力設(shè)備絕緣能力較強的電場工作時，受到電場的作用很容易出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象。這種放電形式會使得導體間出現(xiàn)局部短路現(xiàn)象但又不會單方面形成導電通道。但是局部放電會對絕緣介質(zhì)的狀態(tài)產(chǎn)生直接的影響，并其其影響程度直接受到局部放電強度的影響。這也是當前高壓電力設(shè)備出現(xiàn)絕緣損壞現(xiàn)象最主要的一個原因。所以在相應(yīng)的科研人員在設(shè)計高壓電力設(shè)備絕緣設(shè)備時，需要不斷降低長期在高壓環(huán)境工作時相應(yīng)的絕緣材料的影響。對運行中的設(shè)備要加強監(jiān)測，一旦局部放電超過一定范圍，需要將設(shè)備進行及時的檢查及維修然后再進行使用。

三、基本原理及參數(shù)

當前很多局部放電現(xiàn)象都時以聲、光、電作為能量的主要釋放形式，充分體現(xiàn)出了局部放電的主要特征，但是當局部放電的種類不同或者階段不同時其主要特征也會存在著差別，就空氣表放電聲發(fā)射為主要研究類型，而且這類絕緣體內(nèi)部電磁高頻特征極為常見。并且電暈放電的電磁輻射較為穩(wěn)定，其相應(yīng)的聲波特征也相對來說較為穩(wěn)定，但是其主要的聲波特征較弱，給檢測工作帶來了一定的困擾。

通過結(jié)合氣體的放電理論進行檢測可知，當氣體發(fā)生放電現(xiàn)象時，通常會出現(xiàn)聲發(fā)射線性特征，而且在發(fā)生局部放電時有一部分能量會通過聲波的形式向外傳播。因此在實際檢測過程中使用超聲波特征可以將這類聲波特征進行很好的檢測，從而將局部放電的具體情況有效的檢測出來。在標準的大氣壓下對這類聲波進行檢測時，其聲波傳播的范圍以及衰減速度的快慢會受到放電過程中所釋放能量大小的影響。

四、檢測方法以及各個方法基本原理

（一）地電波主要原理以及其檢測方法

當高壓放電設(shè)備發(fā)生局部放電現(xiàn)象時，通常其放電現(xiàn)象主要在與接地點相接近的地區(qū)出現(xiàn)，極易出現(xiàn)相對電流現(xiàn)象，并且會通過金屬表面進行傳播。在內(nèi)部放電時，其放電量主要會聚集在被接地屏蔽的內(nèi)表面，通常出現(xiàn)連續(xù)屏蔽現(xiàn)象時，相應(yīng)的檢測設(shè)備很難在外部有效的檢測，但一部分屏蔽層在一些絕緣部位和各個墊圈之間的連接處以及電纜絕緣終端等部位通常沒有進行有效的連接，因此局部放電所產(chǎn)生的高頻信號會在這幾個地方最終傳播到屏蔽外殼。結(jié)合相應(yīng)電場知識理論進行分析可知，在局部放電現(xiàn)象發(fā)生的過程中會出現(xiàn)變化的電場，而變化的電場又會起磁場發(fā)生變化，通過磁場的變化又引起電場的變化，因此，在交變電場與磁場進行相互激發(fā)并向外傳播的過程中，最終形成了電磁波。當高壓開關(guān)柜出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象時有一部分會傳到金屬表層，整個設(shè)備的表面會出現(xiàn)一定的局部電流，直接導致設(shè)備表面出現(xiàn)了波阻抗現(xiàn)象，從而使得設(shè)備外層出現(xiàn)了一種暫態(tài)對地電壓，通常將這類情況簡稱為TEV。

地表波檢測法是當前一種新興的檢測技術(shù)，在實際應(yīng)用此項技術(shù)的過程中可以在開關(guān)柜正常運行的狀態(tài)下進行檢測工作，不管是在線檢測或者是離線檢測都不需要關(guān)閉設(shè)備，并且可以及時的發(fā)先高壓開關(guān)柜存在的絕緣缺陷，并且進行及時的預防，為后續(xù)的維修工作打下了良好的基礎(chǔ)，并且具有十分良好的抗干擾性能，具有十分良好的應(yīng)用價值。因為空間電磁脈沖可穿透進入電房，之后可以在在被測設(shè)備金屬外殼上或者金屬外殼以外的金屬表面檢測到相應(yīng)的對應(yīng)電位，極大程度的影響了最終的檢測結(jié)果。所以在進行實際的測試工作之前需要在電房金屬門及空氣中分別進行一次測量，從而有效的降低干擾帶來的影響。

（二）超聲波的原理與檢測方法

超聲波也是聲波的一個分支，通常這類聲波人耳聽不見并且頻率高于20KHZ，它和聲波很多相同的地方，主要都是由不同物質(zhì)通過震動產(chǎn)生的，而且這類聲波只能在空氣中傳播;與此同時，在自然界中這類聲波很多，很多動物都可以對超聲波進行發(fā)射以及接受，在這其中以蝙蝠表現(xiàn)的最為突出，在實際進行捕獵時可以對十分微弱的超聲波進行利用。

超聲波檢測技術(shù)是以發(fā)生局部放電現(xiàn)象時出現(xiàn)的機械信號為主要的研究基礎(chǔ)的，在利用超聲波技術(shù)時可以很好的降低干擾因素帶來的影響，十分容易實現(xiàn)在線的檢測工作以及空間定位工作，并且超聲波的檢測技術(shù)可以對局部放電進行有效的識別，為絕緣體轉(zhuǎn)臺的評估提供了良好的依據(jù)。

在出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象時總會出現(xiàn)聲發(fā)射現(xiàn)象，并且產(chǎn)生的聲波在很多領(lǐng)域階段都會發(fā)生散射，而且各個頻率所占的分量都不一樣。而超聲波是這類聲波中人耳不能識別的一個分量，但是聲波在傳播過程中會遵循機械波的主要傳播原理，聲波通常都是以球面波的形式向外進行擴散，而且聲波在不同的傳播介質(zhì)當中其傳播速度也會存在一定的差別，在不同的介質(zhì)中傳播時可能會出現(xiàn)折射以及反射現(xiàn)象。

通過對超聲波局部放電的原理進行具體的分析可知，通常超聲波傳感器可以對局部放電產(chǎn)生的超聲波進行有效的檢測與接收，將所產(chǎn)生的超聲波信號轉(zhuǎn)化為電信號，再經(jīng)過系統(tǒng)的處理之后分析出局部放電的主要特征，通過對這些特征的分析，對開關(guān)柜設(shè)備絕緣材料的具體狀態(tài)進行合理的評估。

五、總結(jié)

本文主要對開關(guān)柜局部放電檢測系統(tǒng)的原理以及檢測方法進行了分析，將開關(guān)柜出現(xiàn)絕緣放電現(xiàn)象時出現(xiàn)的問題進行了系統(tǒng)的分析，當前高壓開關(guān)柜的超聲波以及地電波的檢測技術(shù)在檢測高壓開關(guān)柜局部放電現(xiàn)象時起著至關(guān)重要的作用，在利用此項技術(shù)時可以對開關(guān)柜實際的運行狀態(tài)進行良好的掌握，間接的掌握了相應(yīng)絕緣材料破損的具體程度，并在之后的一段時間對其實際的絕緣狀態(tài)進行實時的監(jiān)控，針對其出現(xiàn)的問題提出相應(yīng)的解決策略，從而顯著的提高高壓開關(guān)柜實際的運行效率。

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