10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜局部放電的聲電聯(lián)合檢測(cè)解析

宋振達(dá)

摘? ? 要：結(jié)合實(shí)踐來(lái)看，聲電聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)作為超聲波法和超高頻法的聯(lián)合，摒棄了這兩種技術(shù)的弊端，而把兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，在10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜局部放電的檢測(cè)時(shí)，排除現(xiàn)場(chǎng)干擾時(shí)效率更高，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。本文對(duì)10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜局部放電的聲電聯(lián)合檢測(cè)進(jìn)行了研究探索，希望能對(duì)業(yè)界同行有所幫助。

關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng);開(kāi)關(guān)柜;聲電聯(lián)合;局部放電;檢測(cè)

1? 前言

10kV配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜憑借其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于變電站中，不僅操作簡(jiǎn)便，而且占地面積較小，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。在整個(gè)地區(qū)的電能供應(yīng)和變電站的安全運(yùn)行上都會(huì)受到配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行情況的影響。實(shí)驗(yàn)研究證明，因?yàn)榻^緣的缺陷而導(dǎo)致配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)了麻煩的局部放電狀況，在對(duì)開(kāi)關(guān)柜的故障情況進(jìn)行評(píng)估判斷時(shí)會(huì)比較困難，因此可以對(duì)配網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行情況進(jìn)行綜合考慮，通常在實(shí)際情況中對(duì)不同的局部放電檢測(cè)的方法進(jìn)行結(jié)合，取其優(yōu)點(diǎn)，更好的進(jìn)行檢測(cè)。

在電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備中，高壓開(kāi)關(guān)柜是比較重要的一種，配網(wǎng)運(yùn)行的可靠性會(huì)受到開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行情況的影響。而開(kāi)關(guān)柜的局部放電作為電氣設(shè)備的絕緣化的表現(xiàn)方式，在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行開(kāi)關(guān)柜局部放電的聲電聯(lián)合檢測(cè)時(shí)，能夠?qū)﹂_(kāi)關(guān)柜電氣設(shè)備內(nèi)部是否存在局部放電的情況進(jìn)行了解，同時(shí)也可以確定局部放電的位置、類型和具體的放電量，通過(guò)聲電聯(lián)合檢測(cè)的結(jié)果，可以對(duì)電氣設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性以及絕緣劣化進(jìn)行評(píng)估，可以成為相關(guān)措施的實(shí)行依據(jù)。

2? 聲電聯(lián)合法檢測(cè)原理及定位技術(shù)

在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行局部放電檢測(cè)的超聲定位方法具有較強(qiáng)的抗干擾能力和較高的定位精度，但會(huì)被不同的因素所干擾，進(jìn)行聲電聯(lián)合檢測(cè)時(shí)的有效檢測(cè)范圍比較小，而且在現(xiàn)場(chǎng)的使用上不夠簡(jiǎn)單方便。超高頻的方法具有較高的靈敏度，不僅能夠更加準(zhǔn)確方便地進(jìn)行定位，而且能夠?qū)﹂_(kāi)關(guān)柜的局部放電進(jìn)行性準(zhǔn)確的定位以及對(duì)缺陷進(jìn)行類型的識(shí)別。聲電聯(lián)合檢測(cè)的方法結(jié)合超聲波和超高頻定位的方法，更好的發(fā)揚(yáng)了這兩種檢測(cè)方法的優(yōu)勢(shì)，規(guī)避了弊端產(chǎn)生的影響。

（1）超聲波法。當(dāng)在電力設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電的情況時(shí)，會(huì)伴隨著沖擊而出現(xiàn)聲音和振動(dòng)，并且使用從氣體介質(zhì)傳輸?shù)某暡ㄐ盘?hào)，將傳感器安裝在電氣設(shè)備的外面，通過(guò)產(chǎn)生的超聲波來(lái)定位，根據(jù)時(shí)間延遲和超聲波的傳播速度，以及測(cè)量多個(gè)超聲波傳感器在不同位置的局部放電產(chǎn)生的超聲波信號(hào)的時(shí)間延遲和時(shí)間差，能夠精確地對(duì)局部放電源進(jìn)行定位計(jì)算，精準(zhǔn)的定位絕緣缺陷的位置[2]。超聲波設(shè)備易于使用，而且技術(shù)相對(duì)比較的成熟，并且在實(shí)際的應(yīng)用中具有充足的經(jīng)驗(yàn)。尤其是，該方法可用于測(cè)量操作而不改變?cè)O(shè)備的運(yùn)行模式，因?yàn)橐獙?duì)超聲波的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，所以具有很強(qiáng)的抗電磁干擾。當(dāng)對(duì)信號(hào)的幅度進(jìn)行比較之后，可以將缺陷發(fā)生的位置定位在精準(zhǔn)的范圍內(nèi)，并且精準(zhǔn)度很高。但是，在現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用中，周圍的環(huán)境產(chǎn)生的噪聲可能會(huì)對(duì)其造成影響，尤其是設(shè)備自身的機(jī)械振動(dòng)在某種程度會(huì)使得超聲波檢測(cè)的誤差變大，在對(duì)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行局部放電的定位時(shí)，因?yàn)槌晜鞲衅鞯谋容^小的檢測(cè)范圍，導(dǎo)致實(shí)際的工作量較大，在應(yīng)用時(shí)不方便。

（2）超高頻法。超高頻方法要選擇適當(dāng)?shù)念l段，以便對(duì)局部放電產(chǎn)生的電磁信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。架空線以及變電站的母線的電弧放電等是影響電氣設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的主要因素，系統(tǒng)研究證明，在頻段低于300MHz的時(shí)候，這些因素是主要的影響因素，所以，在進(jìn)行檢測(cè)信號(hào)的選擇時(shí)要選電磁信號(hào)較高的頻段，這樣不僅能夠避免傳統(tǒng)的電測(cè)試方法難以區(qū)分的電力系統(tǒng)的干擾，使得局部放電的信噪比能得到有效地提升。

（3）聲電聯(lián)合法。超高頻方法和超聲方法可以進(jìn)行互補(bǔ)，而且通過(guò)使用超高頻傳感器以及超聲波傳感器的結(jié)合，在對(duì)電氣設(shè)備的局部放電進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，不僅可以展示超高頻方法的優(yōu)勢(shì)，還可以改善設(shè)備機(jī)械振動(dòng)等環(huán)境負(fù)荷的影響，得到快速的定位，而且有著超聲波檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，可以進(jìn)行準(zhǔn)確地定位，還能有效減少電氣的干擾。

聲電聯(lián)合檢測(cè)指的是在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行局部放電的定位時(shí)使用的是超高頻方法，在電氣設(shè)備局部放電的近似范圍得到確定后，在進(jìn)行定位時(shí)時(shí)通過(guò)超高頻法以及超聲波方法的結(jié)合，對(duì)絕緣缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)的定位。因?yàn)樵诰植糠烹姷臋z測(cè)中，聲電聯(lián)合檢測(cè)同時(shí)對(duì)其差生的電磁波以及超聲信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)分析兩個(gè)傳感器檢測(cè)到的信號(hào)，可以更有效地消除現(xiàn)場(chǎng)的干擾，可以提升識(shí)別缺陷類型的精準(zhǔn)性，更好的實(shí)現(xiàn)設(shè)備的局部放電檢測(cè)。

4? 案例分析

在對(duì)10kV配電房中的高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行局部放電檢測(cè)期間，發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜的暫時(shí)性的電波在檢測(cè)時(shí)有數(shù)值偏大的現(xiàn)象，因此可以做診斷性的測(cè)試。

（1）超聲波檢測(cè)。非接觸式的超聲波檢測(cè)器用于檢測(cè)10kV沙邊線701開(kāi)關(guān)裝置和10kV沙邊線的706開(kāi)關(guān)柜之間的間隙。

（2）超高頻電磁波檢測(cè)。如果檢測(cè)到703開(kāi)關(guān)柜后，超高頻檢測(cè)器可用于檢測(cè)弱的UHF信號(hào)。每20ms重復(fù)放電，在放電期間幅度改變，放電的次數(shù)也不是不變的，分析結(jié)果為放電是絕緣的。

（3）聲電聯(lián)合定位檢測(cè)。聲電聯(lián)合檢測(cè)的檢測(cè)電波的形狀，放電位置由時(shí)域波形的時(shí)間差來(lái)進(jìn)行確定。根據(jù)放電的位置是接近時(shí)間差的最小檢測(cè)點(diǎn)的原理，可以判定接近時(shí)間差為1.70ns的放電點(diǎn)的位置，并且在機(jī)柜后面設(shè)置深度為60cm，通過(guò)對(duì)本地部分由開(kāi)關(guān)柜的結(jié)構(gòu)來(lái)判斷放電點(diǎn)在斷路器的底部。

5? 開(kāi)關(guān)柜的防護(hù)措施

（1）對(duì)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的少油開(kāi)關(guān)進(jìn)行改造，以真空開(kāi)關(guān)柜替代以前的開(kāi)關(guān)柜，對(duì)非加強(qiáng)型的絕緣部件進(jìn)行改裝升級(jí)成為加強(qiáng)型的絕緣件，而且在柜內(nèi)設(shè)備的選擇上，不僅要考慮到高壓配電室周圍的環(huán)境狀況，而且要對(duì)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行考慮，要保證設(shè)備的環(huán)境耐受性。

（2）在進(jìn)行高壓開(kāi)關(guān)柜的絕緣擋板材料的選擇時(shí)，要選擇那些具有憎水特性的，不能吸收空氣中的水汽，而且要是絕緣能力好的，這樣可以減少絕緣受潮問(wèn)題的出現(xiàn)。

（3）在對(duì)開(kāi)關(guān)柜和室內(nèi)的溫度差異進(jìn)行綜合考慮時(shí)，可以設(shè)置紅外線的加熱器來(lái)去除柜內(nèi)空氣的水蒸氣，這樣可以減少開(kāi)關(guān)柜內(nèi)生成凝露而導(dǎo)致外絕緣面的電擊穿以及閃絡(luò)。

（4）可以將空調(diào)和排氣扇安裝在10kV的開(kāi)關(guān)柜的墻壁上面，設(shè)定時(shí)間按時(shí)啟動(dòng)，對(duì)室內(nèi)的濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，可以遵守安全運(yùn)行的需要來(lái)對(duì)環(huán)境進(jìn)行改造。

6? 結(jié)束語(yǔ)

電氣設(shè)備像開(kāi)關(guān)柜等會(huì)在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)放點(diǎn)缺陷等狀態(tài)異常的情況。通常運(yùn)行部門可以在制定檢修策略的過(guò)程中使用聲電聯(lián)合的局部放電檢測(cè)技術(shù)得到需要的關(guān)鍵判據(jù)，進(jìn)而可以對(duì)檢修計(jì)劃做出合理的調(diào)整，保證對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行檢修工作的過(guò)程能夠順利進(jìn)行，盡可能地減少設(shè)備在檢修的過(guò)程中出現(xiàn)不足或過(guò)剩的問(wèn)題，降低設(shè)備出現(xiàn)在故障而耗費(fèi)的成本，保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 開(kāi)關(guān)柜聲電聯(lián)合局部放電檢測(cè)在晉中電網(wǎng)的應(yīng)用[D].華北電力大學(xué)（北京）， 2016.

[2] 劉楊，陳昱同，馬麗強(qiáng).聲電聯(lián)合法檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜局部放電有效性分析[J].山西電力， 2016（5）：34～36.