10kV配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電帶電檢測運用分析

林紅仔 張凱鈴 葉自義

福州億力電力工程有限公司

1 引言

停電條件下進行高壓開關(guān)柜故障問題檢測且開展帶電檢測的相關(guān)技術(shù)手段并不成熟，預(yù)防工作當(dāng)中，難以及時掌握到絕緣劣化問題。因為對于電力系統(tǒng)變電站而言，高壓開關(guān)柜裝置要安裝到開關(guān)柜中，若是裝置存在異常問題工作人員是很難及時發(fā)現(xiàn)的。且利用紅外測溫技術(shù)也無法檢測內(nèi)部故障問題，所以借助局部放電帶電檢測可以實現(xiàn)對絕緣性故障因素的有效監(jiān)測，運用科學(xué)方法處理安全隱患問題，防止出現(xiàn)擊穿事故問題。

2 電力設(shè)施的局部放電

一般條件下因為氣體擊穿場強要遠低于固體介質(zhì)，而氣體電場要高于固體介質(zhì)。所以，氣隙位置常常會出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象。電力裝置局部放電盡管只是在部分位置，然而每一次的放電或多或少對于絕緣介質(zhì)也都產(chǎn)生一定影響，而這樣以來，電介質(zhì)的絕緣強度就會不斷降低。強局部放電會對介質(zhì)產(chǎn)生很大影響，其絕緣強度快速降低，這屬于導(dǎo)致高壓絕緣壞損的關(guān)鍵原因。

3 局部放電與局部放電檢測基本原理分析

對于變電站絕緣裝置來說，絕緣系統(tǒng)與各位置電場強度是存在差異的。在局部地區(qū)之中，若是電場強度和地區(qū)介質(zhì)電場強度一致，該地區(qū)就會存在放電現(xiàn)象。然而兩個導(dǎo)體間若是不存在電壓，絕緣系統(tǒng)就沒有擊穿問題，也僅僅可以將一些絕緣體擊穿。此現(xiàn)象若是僅出現(xiàn)在導(dǎo)體周圍，或者出現(xiàn)在一些其他位置。依舊可以保證絕緣性。此現(xiàn)象就被稱作局部放電。

依靠局部放電基本原理，就能夠開展局部放電檢測工作。出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象的時候，通常會造成高頻脈沖、介質(zhì)耗損以及電磁輻射。檢測絕緣體的內(nèi)部我們能夠了解到，依據(jù)所采取的不同措施檢測不同現(xiàn)象。對于局部放電當(dāng)中出現(xiàn)的各種化學(xué)、物理反應(yīng)的檢測方法就稱作局部放電檢測。依靠局部放電產(chǎn)生的聲光信息、電磁波放電、能量耗損以及電荷交換對局部放電過程進行表示。

4 10kV配網(wǎng)開關(guān)柜的局部放電帶電檢測工作重要性分析

對于電力系統(tǒng)運行來說，開關(guān)柜目前已經(jīng)運用到電力系統(tǒng)電能轉(zhuǎn)換、輸電、配電與發(fā)電工作之中，對于電力企業(yè)整體發(fā)展而言，開關(guān)柜是具有關(guān)鍵性價值意義的。但是，開展開關(guān)柜檢測工作的時候，一般要基于斷電條件下完成，有關(guān)局部放電的帶電檢測是非常少的。因為開關(guān)柜的預(yù)防試驗周期是6年。所以，試驗周期當(dāng)中難以及時了解開關(guān)柜問題與狀況，而這會導(dǎo)致開關(guān)柜檢測工作難以有效落實，無法及時針對其中出現(xiàn)的問題開展維修檢測工作，從而造成故障問題。并且開關(guān)柜都要安裝到安裝箱中，電力裝置運行當(dāng)中如果出現(xiàn)故障問題，工作人員進行巡檢的時候是難以發(fā)現(xiàn)相應(yīng)問題的，而這就為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行埋下了嚴(yán)重的隱患問題。所以，強化10kV配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電的帶電檢測工作可以有效了解開關(guān)柜中的裝置放電狀況，而且可以對應(yīng)做好防范工作，最終保證電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定安全運行。

5 10kV配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電的帶電檢測技術(shù)研究

我們都了解，當(dāng)出現(xiàn)局部放電的時候，會產(chǎn)生聲、光、電、熱現(xiàn)象。而進行局部放電檢測的時候，我們能夠利用震蕩波法、超聲波檢測法以及脈沖電流法等各種檢測技術(shù)來完成局部放電檢測工作。

5.1 超聲波檢測法

高壓電氣裝置內(nèi)部發(fā)生局部放電之時，一般會有超聲波形成，超聲波在這種條件下會非常迅速地利用附近介質(zhì)傳播。伴隨超聲波能量不斷發(fā)出，而超聲波信號就能夠借助各種介質(zhì)，以一種球面波形式不斷擴散出去。借助超聲波傳感設(shè)備研究用電材料的用電效應(yīng)，就能夠?qū)崿F(xiàn)對開關(guān)柜局部放電部位的有效檢測。此種檢測手段，主要是依靠超聲波傳感設(shè)備來檢測超聲波所發(fā)出信號時間差，從而確定開關(guān)柜的放電部位以及傳感設(shè)備間距。超聲波檢測法的干擾性是非常強的，并且頻帶非常寬，能夠廣泛運用到強電條件下的電力系統(tǒng)之中，而且可以實現(xiàn)對懸浮放電與電暈現(xiàn)象的有效檢測。但是，超聲波檢測技術(shù)是存在一些不足的，自身波長很短，且方向性很強，其次在經(jīng)過各種用電材料邊界的時候，會存在反射以及全射問題，另外超聲波傳播過程之中非?？赡軙霈F(xiàn)疊加與干涉問題。所以，運用超聲波檢測技術(shù)的過程當(dāng)中，對于對超聲波檢測靈敏性要加強重視，而超聲波檢測法靈敏性主要是由超聲波信號傳播路徑以及介質(zhì)決定。

5.2 暫態(tài)地電壓檢測法

基于開關(guān)柜的局部放電條件，一般會形成變化電場，變化電場進而造成磁場變化，而反之變化磁場再一次形成電場。如此一來，由于交叉變化的磁場以及電場會相互激發(fā)不斷傳播，從而生成電磁波。如果電力系統(tǒng)電氣裝置發(fā)生局部放電，所生成電磁波便依靠金屬箱體間縫完成傳播，之后再從開關(guān)柜裝置表面向地表傳播，進而生成電壓脈，這也稱作暫態(tài)地電壓。借助相應(yīng)的電容耦合傳感設(shè)備就可以對此種信號完成檢測，進而可以確定開關(guān)柜的局部放電幅值以及頻率。暫態(tài)地電壓檢測法所受到外界信號的影響非常少。所以，實際開展開關(guān)柜放電帶電檢測工作之時，也不會很大程度上受到外界因素影響，這樣就可以大大增強開關(guān)柜局部放電帶電檢測靈敏性以及可靠性。然而，也正是因為暫態(tài)地電壓檢測具備較強的靈敏性，所以空氣當(dāng)中低電壓衰減非常強。

5.3 現(xiàn)場聯(lián)合檢測法

超聲波檢測法與暫態(tài)地電壓檢測法進行運用的時候是有一些不足的，無法對開關(guān)柜的局部放電展開全方位細致化檢測。而這種條件下，我們在進行帶電檢測的時候，就能夠結(jié)合多種檢測手段來實現(xiàn)全方位檢測。而現(xiàn)場聯(lián)合檢測技術(shù)就是結(jié)合暫態(tài)地電壓檢測法和超聲波檢測法，實現(xiàn)對不同檢測技術(shù)的結(jié)合運用。

比如：當(dāng)采取現(xiàn)場聯(lián)合檢測技術(shù)開展10kV開關(guān)柜的帶電檢測工作之時，首先借助暫態(tài)地電壓檢測法來完成帶電檢測，將環(huán)境中的干擾因素排除掉。而為了確保檢測數(shù)據(jù)足夠精準(zhǔn)，我們將局部放電檢測設(shè)備安裝到開關(guān)柜已經(jīng)出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象的位置。經(jīng)過檢測之后，將開關(guān)柜與金屬門信號檢測均值視作信號參考數(shù)值。如果暫態(tài)地電壓檢測發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜存在異常問題，就要運用超聲波檢測法重新確認(rèn)，最后確定開關(guān)柜的局部放電部位。進行超聲波檢測之時，應(yīng)當(dāng)將超聲波傳感器安裝到開關(guān)柜的縫隙位置，這樣能夠有效接收到相應(yīng)信號。完成檢測工作以后，要針對所檢測數(shù)據(jù)展開具體研究，對開關(guān)柜的局部放電問題作出相應(yīng)判斷。

6 10kV開關(guān)柜局部放電的帶電檢測技術(shù)要點分析

開展開關(guān)柜局部放電的帶電檢測工作時需要重視下列幾方面內(nèi)容。

（1）依照區(qū)域中電力系統(tǒng)所有變電站裝置維護情況開展檢修工作，增加局部放電檢測裝置數(shù)量。通過大量研究調(diào)查獲得數(shù)據(jù)信息，然后結(jié)合其余檢測工作綜合研究，增強開關(guān)柜局部放電的帶電檢測精確性。

（2）借助局部放電檢測設(shè)備與相應(yīng)的分析軟件，增強檢測人員在干擾波形方面的判斷水平，進而加強對試品放電時間與特征規(guī)律的把控。

（3）開展開關(guān)柜局部放電帶電檢測工作，不斷增強開關(guān)柜在線測量水平，依靠數(shù)據(jù)研究、同類對比以及判斷分析等手段，對局部放電帶電檢測構(gòu)造進行判斷研究，對于開關(guān)柜能否正常運行提供判定根據(jù)。

（4）對開關(guān)柜局部放電帶電檢測設(shè)備進行使用的過程中，關(guān)于預(yù)防檢測結(jié)果要有效補充，及時發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜中的隱患問題，保證檢測現(xiàn)場裝置的安全性，保證設(shè)備的持續(xù)運行，增強供電裝置的可靠性以及安全性。

7 10kV開關(guān)柜局部放電帶電檢測技術(shù)的實際運用

如果變電站的10kV開關(guān)柜當(dāng)中存在噪音，則能夠采取超聲波檢測技術(shù)與暫態(tài)地電壓檢測技術(shù)來完成開關(guān)柜局部放電的帶電檢測工作。第一采取便攜型局部放電測試裝置開展相應(yīng)的帶電檢測工作，如果了解到測量數(shù)值出現(xiàn)問題，就采取局部放電定位設(shè)備PDL1，完成開關(guān)柜局部放電部位的定位工作，之后再依照開關(guān)柜中出現(xiàn)故障問題的裝置以及故障程度大小，制定有效的處理方法，保證電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定安全運行。10kV開關(guān)柜的TEV檢測信號大小和不同的電壓級別以及不同的檢測部位都是存在密切聯(lián)系的。對開關(guān)柜測量位置進行確定之時，先應(yīng)當(dāng)預(yù)估信號所通過路徑，裝置中的各組成都要做好檢測工作，要選擇在信號最強的位置進行檢測。

8 結(jié)束語

超聲波檢測技術(shù)能夠利用超聲波傳感設(shè)備精確測量開關(guān)柜局部放電部位，暫態(tài)地電壓檢測技術(shù)可以精確檢測開關(guān)柜局部放電幅值與頻率大小。實際開展開關(guān)柜放電帶電測量工作的時候，應(yīng)當(dāng)加強這兩種技術(shù)手段的綜合利用，從而制定最科學(xué)合理的預(yù)防手段，確保電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定安全運行。