10kV開關(guān)柜局部放電綜合診斷方法研究及應(yīng)用

廖浩

湖南平高開關(guān)有限公司 湖南長沙 410006

1 局部放電帶電檢測(cè)

1.1 超聲波局放檢測(cè)

使用超聲波局放檢測(cè)法對(duì)10kV901爬線柜進(jìn)行超聲波局放檢測(cè)，未見異常超聲波局放信號(hào)。

1.2 暫態(tài)地電壓局放測(cè)試

使用TEV檢測(cè)法對(duì)10kV901爬線柜進(jìn)行暫態(tài)地電壓局放檢測(cè)，暫態(tài)地電壓背景檢測(cè)平均值為8dB。根據(jù)內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司ND/生技PG049-201《電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定，暫態(tài)地電壓檢測(cè)值的相對(duì)值大于20dB為異常，而10kV901爬線柜暫態(tài)地電壓檢測(cè)值均在11-16dB范圍內(nèi)，相對(duì)值均小于20dB，暫態(tài)地電壓檢測(cè)未見異常。

1.3 特高頻局放檢測(cè)

使用特高頻檢測(cè)法對(duì)10kV爬線柜進(jìn)行特高頻局放檢測(cè)，10kV爬線柜特高頻局放檢測(cè)圖譜異常。

高通且增益開模式下，特高頻局放信號(hào)幅值為60dB；局放信號(hào)脈沖幅值分布較分散，放電脈沖密度高，單周期圖譜顯示每簇脈沖幅值不一且脈沖間距不等，判斷柜內(nèi)存在絕緣放電的概率較大。高通且增益關(guān)模式下，特高頻局放信號(hào)幅值為50dB；PRPS圖譜顯示工頻相角270°附近出現(xiàn)1簇脈沖信號(hào)，脈沖數(shù)量較少，脈沖幅值分布較集中，單周期圖譜顯示1個(gè)工頻周期出現(xiàn)1根單脈沖，具有懸浮放電特征。

2 10kV開關(guān)柜局部放電診斷分析方法

2.1 干擾的排除

開關(guān)柜局部放電檢測(cè)易受各種干擾，其干擾源主要有4種：①室外設(shè)備干擾信號(hào)，主要為室外馬達(dá)、變電站場地設(shè)備或桿塔電暈信號(hào)、主變機(jī)械振動(dòng)干擾等；②室內(nèi)輔助設(shè)備干擾信號(hào)，主要為驅(qū)鼠器、照明閃爍、風(fēng)機(jī)干擾等；③人員干擾，主要為人員手機(jī)信號(hào)、身體靜電干擾等；④高壓開關(guān)柜干擾信號(hào)，主要為柜體共振、多個(gè)局部放電故障互相干擾、超聲局部放電故障對(duì)附近柜體超聲波反射信號(hào)的干擾等。

2.2 局部放電的檢測(cè)定位

（1）局部放電檢測(cè)。局部放電檢測(cè)時(shí)應(yīng)記錄背景值、環(huán)境溫度和濕度、開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)，必要時(shí)記錄負(fù)荷，便于后期分析比對(duì)。TEV檢測(cè)位置應(yīng)固定，便于跟蹤對(duì)比。超聲檢測(cè)采用超聲探頭從柜體縫隙、觀察窗等處進(jìn)行檢測(cè)。

（2）局部放電定性。開關(guān)柜局部放電類型主要有沿面放電、尖端放電、懸浮放電、內(nèi)部放電等，各種放電的信號(hào)特征、產(chǎn)生機(jī)理和放電位置不同。沿面放電超聲信號(hào)明顯，放電位置集中于設(shè)備表面，主要為表面臟污受潮引起絕緣下降；尖端放電超聲信號(hào)明顯，多伴隨有T EV（暫態(tài)地電壓）信號(hào)和特高頻信號(hào)，特高頻脈沖序列相位分布（PRPS）圖譜極性效應(yīng)明顯，放電幅值較小且分散，主要為導(dǎo)電體表面毛刺棱角引起。

（3）局放定位。有條件時(shí)可采用局部放電定位儀進(jìn)行精確定位，主要有2種方法：①TEV定位法，運(yùn)用2只TEV傳感器檢測(cè)，通過時(shí)間差法和幅值來精確定位，信號(hào)先到達(dá)的傳感器先被觸發(fā)，表明該傳感器離放電點(diǎn)的電氣距離較近，且TEV幅值較大。②特高頻定位法，運(yùn)用2只特高頻傳感器檢測(cè)，采用時(shí)差法，當(dāng)2個(gè)傳感器同時(shí)觸發(fā)時(shí)，放電點(diǎn)在垂直于兩個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的平面上，實(shí)現(xiàn)精確定位。

3 10kV開關(guān)柜局部放電綜合診斷方法的應(yīng)用

3.1 運(yùn)用AE技術(shù)檢測(cè)

在具體的工作中，采用AE技術(shù)對(duì)10kV開關(guān)柜局部放電問題進(jìn)行檢測(cè)，工作人員首先應(yīng)該通過超聲波技術(shù)，對(duì)10kV開關(guān)柜進(jìn)行全面的、系統(tǒng)的技術(shù)檢測(cè)，以便于能夠第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)其中存在問題。除此之外，運(yùn)用超聲波技術(shù)也可以為后續(xù)AE技術(shù)的應(yīng)用，奠定相應(yīng)的技術(shù)基礎(chǔ)，并有利于提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。具體來說，在應(yīng)用AE技術(shù)之前，使用超聲波對(duì)10kV開關(guān)柜進(jìn)行檢測(cè)，就能夠有效的發(fā)現(xiàn)其中所存在的問題，并且這些問題能夠以數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)出來，為工作人員的研究提供參考。不僅如此，在運(yùn)用AE技術(shù)對(duì)10kV開關(guān)柜局部放電問題進(jìn)行檢測(cè)以后，還可以將其所獲取的數(shù)據(jù)，與超聲波技術(shù)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行詳細(xì)的對(duì)比、分析，進(jìn)而更加準(zhǔn)確的掌握其中存在的問題。

3.2 實(shí)際應(yīng)用案例

供電局利用先進(jìn)的工作和國內(nèi)外電子公司國家檢測(cè)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)10kV開關(guān)箱進(jìn)行了5年以上的局部放電試驗(yàn)，可以使用TEV，AE等檢測(cè)技術(shù)。UltraTEVPlus+，用于移動(dòng)設(shè)備的在線PDM03等，有效地發(fā)現(xiàn)了許多故障和有缺陷的打開和關(guān)閉情況。

我們舉一個(gè)110kV高壓室10kV開/關(guān)箱的例子作為例子。經(jīng)常工作，工人，實(shí)驗(yàn)人員，10kV電站10kV靜止放電檢測(cè)，便攜式UltraTEVPlus+技術(shù)檢測(cè)，操作電視，AE鎖等檢測(cè)值檢測(cè)點(diǎn)：正常檢測(cè)AE鎖定，TEV當(dāng)檢測(cè)到最大值500點(diǎn)開啟時(shí)，隨著距離的擴(kuò)大，TEV值很小，圖片為500開端判斷可以做出內(nèi)部放電源的最大可能時(shí)間，測(cè)試情況如圖2所示。

圖1 普測(cè)TEV最大幅值橫向比較

為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)缺陷的診斷和確認(rèn)，500開/關(guān)箱的重新測(cè)量分析繼續(xù)使用移動(dòng)線路PDM03，并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置合理的信道配置，案例如表1所示。它變得像。連續(xù)在線監(jiān)測(cè)和位置分析最終確認(rèn)開箱的頂部是實(shí)際的設(shè)定源。

在監(jiān)測(cè)和分析在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，通道（2）監(jiān)測(cè)的輸出脈沖與系統(tǒng)的整體脈沖趨勢(shì)相匹配，兩條曲線基本重疊；監(jiān)測(cè)連續(xù)的TEV寬度還發(fā)現(xiàn)基本上在34到36dB之間。如情況2所示，進(jìn)一步確定上部500柜是實(shí)際設(shè)定源。

表1 在線監(jiān)測(cè)信號(hào)通道布置情況

圖2 脈沖數(shù)與總脈沖關(guān)系圖

總之，隨著現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，開始嘗試用數(shù)字信號(hào)處理的方法解決如何從強(qiáng)大的干擾中提取局部放電信息的問題。在具體的工作中，工作人員應(yīng)該結(jié)合實(shí)際，確定帶電檢測(cè)技術(shù)的類型，并依據(jù)相應(yīng)的員則、標(biāo)準(zhǔn)等，開展技術(shù)檢查的工作，進(jìn)而更加準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)局部放電問題，為后續(xù)的維護(hù)工作提供依據(jù)。所以，結(jié)合本文的分析發(fā)現(xiàn)，將帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用在10kV開關(guān)柜局部放電的檢測(cè)中，具有較強(qiáng)的可行性。