對高壓開關柜局部發(fā)電故障檢測的分析

李聞翠

（廣西電網(wǎng)公司欽州城郊供電公司 廣西欽州 535000）

對高壓開關柜局部發(fā)電故障檢測的分析

李聞翠

（廣西電網(wǎng)公司欽州城郊供電公司 廣西欽州 535000）

本文對高壓開關柜局部發(fā)電故障檢測的分析，首先對高壓開關柜局部放電檢測方法進行研究，并對局部放電故障定位進行論述，最后對高壓開關柜局部發(fā)電故障檢測進行實例分析，以加強高壓開關柜運行的穩(wěn)定性與可靠性。

高壓開關柜；局部發(fā)電；檢測

前言

局部放電檢測技術是眾多狀態(tài)檢測技術中應用比較早，使用比較廣泛的一種帶電測試技術。在發(fā)達國家，局部放電檢測技術應用已經(jīng)有30、40年的歷史，新加坡新能源電網(wǎng)有限公司是此項技術的成功應用者之一。而在我國，局部放電檢測技術起步較晚但發(fā)展很快，在最近十年中，通過對國外局部放電檢測技術的引進和學習，并且在實際工作中不斷的加以應用，逐步的將局部放電檢測技術在開關柜的故障診斷中實用化和常態(tài)化。

1 高壓開關柜局部放電檢測方法

1.1 人工診斷法

人工診斷法主要包括“望”、“聞”、嗅三種手段，這三種手段是對開關柜局部放電進行初步判斷的有效方法。在實際檢測工作中，面對開關柜并不是一開始就直接用儀器測量，由于開關柜工作環(huán)境的復雜性，這樣測量會帶有很強的盲目性，而且往往會引起誤判。正確的檢測方法是首先檢查開關柜周邊環(huán)境及運行情況，然后確認檢測環(huán)境安全后，再進行下一步的檢測。

（1）“望”：望即看，開關柜局部放電檢測首先要做到三看：一看開關柜運行環(huán)境是否良好；二看開關柜運行情況，看柜體的型號及特點、看柜體是否有破損、操作機構是否完好、柜體自帶指示設備是否正常、開關柜接線運行方式是否正確等；三看開關柜有無嚴重放電，開關柜嚴重放電一般都是很強烈的放電，會產(chǎn)生很明顯的弧光。

（2）“聞”：聞即聽，聽主要分為兩步。第一步：聽開關柜運行環(huán)境周圍有沒有異響和聲音干擾源。第二步：聽柜體有無異響，這是判斷開關柜有無較強烈局部放電現(xiàn)象最直接的方法，一般能直接聽到放電聲響的，超聲波數(shù)值都很高，所以也就可以直接判斷開關柜的放電情況。

（3）“嗅”：空氣中的高壓放電會引起一系列的化學反應而產(chǎn)生臭氧和二氧化氮，這兩種氣體都帶有很強的刺鼻性，在開關柜狹小封閉的空間里氣體不容易發(fā)散，都會通過開關柜縫隙滲透出來，當外部噪聲源干擾，測試人員無法聽出是否有異響時，可以采用此方法來初步判斷是否有局部放電，此外這種方法也常用來佐證已經(jīng)知道的放電部位的局部放電程度。

1.2 儀器測量法

1.2.1 超聲波法

表面放電會產(chǎn)生超聲波，而且放電強度越大，產(chǎn)生的超聲波強度越大，因此在實際檢測中檢測超聲波的強度就可以判斷局部放電的強度。超聲波是一種非電信號，不受電磁輻射的影響，因此在電磁信號復雜的環(huán)境下可以很好的使用方法。

由于超聲波是一種聲波，具有聲波傳播的特性，在開關柜中局部放電產(chǎn)生的超聲波會在柜內(nèi)向各個方向發(fā)散，遇到柜體壁時會反射，直到遇到柜體的縫隙才會往外部衍射發(fā)散，因此檢測開關柜超聲波時需在開關柜的縫隙處進行。圖1所示為超聲波檢測位置圖，若這些點的超聲波數(shù)值超出環(huán)境中超聲波的數(shù)值，就說明柜內(nèi)有局部放電發(fā)生，需要進一步的仔細檢測，確定放電位置。

圖1 超聲波檢測位置圖

1.2.2 暫態(tài)地電壓法（TEV）

地電波信號是一種電信號，與超聲波信號不同，地電波信號主要由絕緣內(nèi)部放電產(chǎn)生，而且很容受外界電磁干擾，因此在電磁干擾很強烈的環(huán)境中測量地電波信號需很仔細對比。此外由于地電波的傳播特點，地電波傳感器通常需要和開關柜表面直接接觸，才能達到測量的目的。

由于地電波是通過開關柜裂縫向外沿柜體表面?zhèn)鞑サ?，因此與超聲波的測量位置不同，所以一般不能在縫隙處測量，而需要采用電容傳感器貼近開關柜表面進行測量，測量的位置也分為三個柜室，即上中下柜室。圖2所示為地電波檢測位置圖，圖中藍點代表地電波的測量點，一般情況下一面小柜只需要測量三個位置，如若其中有一個位置地電波信號超出環(huán)境值，則需要進行下一步故障定位測量。

圖2 地電波檢測位置圖

2 局部放電故障定位

對于局部放電檢測工作來說，不僅需要檢測開關柜是否有發(fā)生放電，更重要的是需要對放電故障進行定位和故障判別。

2.1 聲、光定位

這種定位方法主要針對于發(fā)生在開關柜電纜室內(nèi)的較為嚴重的放電故障。在開關柜電纜室的正表面外殼上有一個透明的觀測窗口，從這個窗口可以看到發(fā)生放電弧光的放電位置，同時電纜室的放電聲響也能幫助檢測人員進行人工定位。電纜室的電氣條件簡單明了，用強手電從觀測窗口可以看見內(nèi)部電纜和電纜連接部位的運行情況，只要電纜室內(nèi)有異響根據(jù)經(jīng)驗和聲音源就可進行故障定位。

2.2 超聲波定位

超聲波定位法是根據(jù)局部放電產(chǎn)生超聲波信號的傳播方向和變化強度來確定放電點位置的。隨著檢測技術的不斷發(fā)展，超聲波檢測技術變得越來越成熟，因此可采用直接定位法來對超聲波源進行直接定位。如有局部放電檢測儀可帶有將超聲波轉化為人聽覺可聽到聲音的功能，所以在實際使用中可直接戴上耳機接聽超聲波傳感器感應回來的信號，依靠人的聽覺對放電故障部位進行定位。此外局部放電儀還有將檢測的超聲波轉化為聲音分貝值的功能，也可通過監(jiān)測分貝值得大小來對故障部位進行定位。

2.3 暫態(tài)地電壓（TEV）定位法

由于暫態(tài)地電壓的檢測特點，檢測時只能將電容傳感器緊貼于開關柜的金屬外殼，因此對于其定位也只能從開關柜外殼的傳播信號來判斷，在一般的工程實踐中也只能定位到故障點離開關柜的那個縫隙最近。在實際的開關柜中存在有很多縫隙，因此通過此方法可以不斷的縮小放電范圍，直到找到信號輸出最強的縫隙，然后在此縫隙的周圍再多次測量找出信號輸出最強的點，也就可以大概確定故障點的位置。

3 局部放電檢測案例分析

情況介紹：2015年6月15日，對某10kV公用開關柜進行局部放電檢測。此開關柜為室外柜，檢測前工作人員觀察開關柜運行環(huán)境正常，但開關柜所處環(huán)境空氣濕度較大，靠近開關柜能聽到輕微的放電聲響；后用PD-SGF局部放電檢測儀檢測發(fā)現(xiàn)，開關柜現(xiàn)場運行環(huán)境TEV數(shù)值為0dB，超聲波數(shù)值為-6dB，開關柜各柜TEV檢測數(shù)值均為0dB，而超聲波檢測中1#柜數(shù)值超標，最高達到20dB，后經(jīng)超聲波定位，確定超聲波源位于開關柜1#柜電纜室，測試結果如表1所示。

表1 某10kV公用開關柜局部放電檢測數(shù)據(jù)表

檢測結論：該10kV公用開關柜現(xiàn)場環(huán)境對檢測工作干擾較小，檢測數(shù)據(jù)可靠；開關柜有輕微放電聲響，證明開關柜存在絕緣外部局部放電；在該開關柜1#柜的下部電纜室，超聲波信號較強，最高達到20dB，根據(jù)開關柜局部放電檢測分析對比表可知，此柜為輕微局部放電，說明該柜電纜室內(nèi)存在銹蝕或松動，需盡快安排停電檢修。

檢修結果：對此開關柜進行停電檢修后發(fā)現(xiàn)，開關柜1#柜電纜室電纜終端接頭處出現(xiàn)銹蝕及放電痕跡同時室內(nèi)三相電纜絕緣層有凝露現(xiàn)象并出現(xiàn)絕緣擊穿情況。

結果分析：對比現(xiàn)場環(huán)境和檢測、檢修結果分析，此柜為半絕緣型開關柜，電纜終端頭接頭處均未采取有效的絕緣措施，開關柜所處環(huán)境空氣濕度較大，造成裸露部位銅芯銹蝕而發(fā)生沿面放電和尖端放電現(xiàn)象，同時由于此柜施工安裝過于粗糙，安裝工藝不到位，致使得三相電纜交纏在一起，在電纜扭力的作用下，接觸點電纜絕緣被壓迫變形，隨著電纜運行發(fā)熱絕緣熱脹，造成壓迫點絕緣出現(xiàn)裂紋，空氣中水汽得以進入絕緣層，而產(chǎn)生絕緣擊穿現(xiàn)象；此柜銹蝕程度不深，可對全柜裸露銅柱、銅排部位打磨光滑并刷涂絕緣漆進行絕緣化改造，對施工工藝不到位產(chǎn)生的局部放電部位更換電纜絕緣層后重新按要求安裝接線。

4 結束語

現(xiàn)今局部放電檢測技術日趨完善，檢測儀器精度及分析性能越來越高，這對開關柜局部放電檢測應用有很大的促進作用。但在現(xiàn)實工作中，檢測工作中仍存在一些不足之處。主要表現(xiàn)有兩點：①開關柜基數(shù)大，檢測周期長。②開關柜局部放電檢測存在很大的偶然性，檢測的開關柜中雖然有很多正發(fā)生局部放電，而更多的有局部放電的開關柜卻是沒有被檢測到的。為使開關柜局部放電檢測工作更有成效，仍需對工作繼續(xù)改進，以促進電網(wǎng)運行的可靠性。

[1]張雄清，劉黎，金海龍.35kV開關柜局放檢測異常分析及處理[J].電氣技術，2013，6.

[2]曾雄杰，江健武，侯俊.TEV和UHF在10kV開關柜帶電檢測中的應用[J].高壓電器，2012，28（1）：41～45.

[3]李海德.基于TEV與超聲波的高壓開柜局部放電檢測方法研究[D].北京：華北電力大學，2013.

TM591

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1004-7344（2016）18-0087-02

2016-6-10

李聞翠（1978-），女，助理工程師，大學?？?，主要從事電力系統(tǒng)及其自動化方面工作。