開關(guān)柜局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

摘要：伴隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)完善程度、先進(jìn)程度的持續(xù)提升，開關(guān)柜在其中發(fā)揮著不可或缺的功能。現(xiàn)實(shí)中，開關(guān)柜內(nèi)部的大量電氣設(shè)備往往會(huì)由于熱、光等因素，而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致了電氣設(shè)備故障的產(chǎn)生，進(jìn)而阻礙了電力設(shè)備的平穩(wěn)、正常運(yùn)行。基于此，積極開展開關(guān)柜局部放電檢測(cè)工作，對(duì)于確保電力系統(tǒng)的高效、持續(xù)運(yùn)行，進(jìn)而推動(dòng)現(xiàn)代電力事業(yè)的蓬勃發(fā)展，具有現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜;局部放電;帶電檢測(cè);電力系統(tǒng)

一、帶電檢測(cè)技術(shù)在開關(guān)柜局部放電檢測(cè)中應(yīng)用的必要性分析

從電力系統(tǒng)的日常運(yùn)行方面來講，開關(guān)柜在電力系統(tǒng)的配電、發(fā)電、電能轉(zhuǎn)換和輸電等環(huán)節(jié)都發(fā)揮著難以替代的功能。綜合現(xiàn)代電力企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，沒有開關(guān)柜，電力企業(yè)的正常經(jīng)營(yíng)必將受到阻礙。通常來講，有關(guān)開關(guān)柜的系列檢測(cè)工作，大多是發(fā)生在斷電情況下的，針對(duì)開關(guān)柜局部所進(jìn)行的放電帶電檢測(cè)普遍偏少。基于開關(guān)柜具有六年的預(yù)防性實(shí)驗(yàn)周期，在每一周期內(nèi)要實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)柜真實(shí)狀況的詳細(xì)掌握是十分不易的，從而導(dǎo)致與開關(guān)柜相關(guān)的檢測(cè)工作難以高效實(shí)施。開關(guān)柜內(nèi)部問題難以及時(shí)獲得檢修和維護(hù)，最終故障產(chǎn)生也是在所難免的。并且，電力設(shè)備即使在運(yùn)行中出現(xiàn)故障，也難以被工作人員察覺，從而使得電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性、穩(wěn)定性很難得到保證。綜上所述，應(yīng)進(jìn)一步提升對(duì)全部開關(guān)柜放電的檢測(cè)力度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)柜局部及內(nèi)部設(shè)備真實(shí)的放電變化狀況的掌握，并提前準(zhǔn)備好防范事故發(fā)生的措施，最終為電力系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性、效率性提供保障。

二、帶電檢測(cè)技術(shù)

相對(duì)脈沖電流法等傳統(tǒng)檢測(cè)法，局部放電帶電檢測(cè)法屬于間接性檢測(cè)法。其實(shí)通過檢測(cè)局部放電伴生現(xiàn)象而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)放電現(xiàn)象的檢測(cè)方法。目前，電力系統(tǒng)中針對(duì)開關(guān)柜局部放電檢測(cè)方法主要有暫態(tài)地電位和超聲波檢測(cè)兩種運(yùn)用較多。

2.1暫態(tài)地電位檢測(cè)技術(shù)

當(dāng)開關(guān)柜發(fā)生局部放電現(xiàn)象時(shí)，放電產(chǎn)生的帶電粒子會(huì)快速地由帶電體轉(zhuǎn)移至接地的非帶電體，并在非帶電體上產(chǎn)生高頻電流行波，電流行波以光速向各個(gè)方向擴(kuò)散。由于集膚效應(yīng)，電流行波僅集中于開關(guān)柜金屬內(nèi)表面而不會(huì)直接穿透金屬柜體。但是當(dāng)在電流行波傳播方向出現(xiàn)金屬斷開或者絕緣連接處時(shí)，電流行波會(huì)由金屬柜體的內(nèi)表面轉(zhuǎn)移到外表面，并以電磁波形式向自由空間傳播，且在金屬柜體外表面產(chǎn)生暫態(tài)地電壓（TransientEarthVoltage），地電波的范圍通常在1mV直至1V之間，可以采用專門設(shè)計(jì)的暫態(tài)地電壓傳感器進(jìn)行檢測(cè)。暫態(tài)地電壓檢測(cè)傳感器類似于耦合電容傳感器，當(dāng)傳感器檢測(cè)到快速變化的暫態(tài)地電壓時(shí)，將檢測(cè)信號(hào)傳遞給檢測(cè)設(shè)備處理單元，運(yùn)算處理后得出局部放電量大小。

2.2超聲波檢測(cè)技術(shù)

電力設(shè)備在放電過程中會(huì)產(chǎn)生聲波。從能量的角度來看，放電是一個(gè)能量瞬時(shí)爆發(fā)的過程，是電能以聲能、光能、熱能、電磁能等形式釋放出去的過程。在空氣間隙中發(fā)生電氣擊穿時(shí)，放電瞬時(shí)完成，其電能瞬時(shí)轉(zhuǎn)化為熱能導(dǎo)致放電中心氣體的膨脹，這種瞬時(shí)膨脹的結(jié)果以聲波的形式傳播出去，就是最初的聲源，隨著最初的聲波傳播，傳播區(qū)域內(nèi)的氣體被加熱，形成一個(gè)等溫區(qū)，其溫度高于環(huán)境溫度。當(dāng)這些氣體冷卻時(shí)，氣體又開始收縮，收縮的結(jié)果就是較低頻率和強(qiáng)度的后續(xù)波，它可以是可聞聲波或超聲波。放電產(chǎn)生的聲波的頻譜很寬，可以從幾十赫茲到幾兆赫茲，其中頻率低于20kHz的信號(hào)能夠被人耳聽到，而高于這一頻率的超聲波信號(hào)必須用超聲波傳感器才能接收到。根據(jù)放電釋放的能量與聲能之間的關(guān)系，用超聲波信號(hào)聲壓的變化代表局部放電所釋放能量的變化，通過測(cè)量超聲波信號(hào)的聲壓，可以推測(cè)出放電的強(qiáng)弱，這就是超聲波信號(hào)檢測(cè)局部放電的基本原理。

2.3現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)

該技術(shù)作為一項(xiàng)運(yùn)用較為廣泛的開關(guān)柜放電檢測(cè)技術(shù)，其與暫態(tài)地電壓檢測(cè)技術(shù)、超聲波檢測(cè)技術(shù)相比，檢測(cè)的全面性和詳盡性更高。現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的檢測(cè)技術(shù)，其通過有效結(jié)合超聲波、暫態(tài)地電壓檢測(cè)兩項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)的整合運(yùn)用。

舉例來講，在憑借該技術(shù)檢測(cè)電壓在十到三十五千伏的帶電開關(guān)柜時(shí)，首先，憑借暫態(tài)地電壓檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)帶電開關(guān)柜，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)干擾進(jìn)行合理排除之后，開展測(cè)量工作。為使測(cè)量數(shù)值的精準(zhǔn)度得到確保，測(cè)量人員會(huì)在開關(guān)柜局部較易發(fā)生放電的部位放置一些放電測(cè)試儀。在測(cè)量數(shù)值出來后，參數(shù)值通常是開關(guān)柜前后金屬門及內(nèi)部所測(cè)試的信號(hào)平均值。在憑借暫態(tài)地電壓技術(shù)發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜的異常情況后，其次，憑借超聲波檢測(cè)技術(shù)對(duì)異常情況進(jìn)行深入確定，從而對(duì)開關(guān)柜局部發(fā)生放電問題的具體位置進(jìn)行確定。在開展超聲波檢測(cè)工作時(shí)，應(yīng)在開關(guān)柜的縫隙處放置超聲波傳感器設(shè)備，如此一來，信號(hào)的傳播和接收將更為便捷。檢測(cè)操作完成后，檢測(cè)人員應(yīng)詳細(xì)分析檢測(cè)數(shù)據(jù)，分析并計(jì)算開關(guān)柜局部發(fā)生放電問題的準(zhǔn)確位置及原因。

2.4 開關(guān)柜局部放電檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用實(shí)例分析

以下從兩方面出發(fā)對(duì)該技術(shù)運(yùn)用的實(shí)例進(jìn)行了詳細(xì)分析：

2.4.1 實(shí)例一

當(dāng)發(fā)覺變電站內(nèi)電壓為十千伏的開關(guān)柜內(nèi)部存在噪音問題時(shí)，憑借超聲波及暫態(tài)地電壓檢測(cè)技術(shù)對(duì)開關(guān)柜局部的放電部位進(jìn)行檢測(cè)都是可以的。首先，選用便攜式的局部放電測(cè)試儀檢測(cè)開關(guān)柜的局部放電情況，如果發(fā)現(xiàn)測(cè)量數(shù)值與實(shí)際不太古河的情況時(shí)，應(yīng)運(yùn)用局部的放電定位儀，精確定位開關(guān)柜內(nèi)部的故障設(shè)備及其嚴(yán)重程度，然后，通過制定和實(shí)施有效的應(yīng)對(duì)措施實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)性、安全性的提升。開關(guān)柜 TEV測(cè)量數(shù)值的大小通常和不同電壓的等級(jí)及測(cè)量位置之間存在緊密聯(lián)系。在對(duì)開關(guān)柜的檢測(cè)位置進(jìn)行確定時(shí)，首先應(yīng)該估計(jì)信號(hào)能夠通過的路徑，盡量實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備各組成部分的有效測(cè)量，并且檢測(cè)點(diǎn)應(yīng)放在信號(hào)出現(xiàn)機(jī)率最大的位置。

2.4.2 實(shí)例二

在變電站的常規(guī)巡視過程中，發(fā)覺電壓三十五千伏、型號(hào)ZN90-40. 5 /1250 多個(gè)開關(guān)柜發(fā)生了異常的聲響，然而難以判別是哪一個(gè)位置出現(xiàn)了放電現(xiàn)象、放電嚴(yán)重程度怎樣。通過放帶電檢測(cè)之后，發(fā)覺三十五千伏的開關(guān)室內(nèi)背景的分貝數(shù)非常高，特別是柜內(nèi)的穿板套管處，分貝數(shù)最高，因此，可以初步將放電部位確定于柜內(nèi)的穿板套管部位。之后，經(jīng)過檢修得出，柜內(nèi)的絕緣支撐部位因?yàn)殚L(zhǎng)期暴露于潮濕的環(huán)境下而受潮出現(xiàn)了放電現(xiàn)象，通過對(duì)母線的耐壓試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，耐壓值僅僅在三十千伏上下。檢測(cè)人員立即判別內(nèi)部的絕緣支撐部位出現(xiàn)了放電現(xiàn)象，然后對(duì)其進(jìn)行干燥處理。

三、結(jié)語

綜上所述，增強(qiáng)對(duì)開關(guān)柜局部放電檢測(cè)技術(shù)的研究、運(yùn)用在促進(jìn)電力系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)性、效率性方面發(fā)揮的作用不應(yīng)忽視在測(cè)量結(jié)果的分析方面，該技術(shù)通常運(yùn)用在比較性測(cè)量中。開關(guān)柜局部放電檢測(cè)技術(shù)可以初步判斷設(shè)備的絕緣狀態(tài)，從側(cè)面反映設(shè)備的運(yùn)行狀況，而且可以有效發(fā)現(xiàn)一些傳統(tǒng)試驗(yàn)方法無法發(fā)現(xiàn)的放電缺陷，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，具有較好的有效性和實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)：

[1]帶電檢測(cè)技術(shù)在線路設(shè)備運(yùn)檢中的應(yīng)用[J].王璐.集成電路應(yīng)用.2020（07）.

[2]帶電檢測(cè)技術(shù)在變電運(yùn)維中的應(yīng)用[J].徐敏.電子技術(shù)與軟件工程.2020（14）.

[3]金屬氧化物避雷器帶電檢測(cè)及其故障原因分析[J].楊璐蕾.電氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì).2018（06）.

[4]專業(yè)化巡檢為核心的帶電檢測(cè)新模式[J].母燕妮，陳達(dá)，劉沖.電氣時(shí)代.2019（07）.

作者簡(jiǎn)介;趙楠（1990.02），性別：女;籍貫：天津?qū)幒?民族：漢;學(xué)歷：研究生、碩士;職稱：中級(jí)工程師;研究方向。