高压开关的局部放电试验研究

郭海　董景川　林莘

摘 要：随着社会经济的发展人们生活水平的提高，人们对电的需求量也越来越高，高压开关是用来给城市供电的电力设备，在供电过程中，高压开关起到了非常重要的作用。安全是电力行业发展的基础，高压开关柜设备是否稳定直接影响电力行业的发展。本文介绍了高压开关柜和局部放电的概念，总结了造成局部放电的原因，并对高压开关的局部放电进行了实验研究和分析。

关键词：高压开关 局部放电 实验 研究

中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（c）-0121-01

高压开关柜是指在电力输送过程中起到发电、输电、配电、电能的相互转换和消耗中起通断、控制电量或保护等作用。局部放电是指在电力输送过程中，由于电场强度各不相同，达到某一点时电场强度达到最强就会出现局部放电现象，可能发生在导体的周围也可能发生在不同的地方。

1 局部放电的概述

根据相关资料显示，引发高压开关柜故障的原因中绝缘故障和载流故障就占了整个故障原因的70%，而绝缘故障和载流故障与放电有着非常紧密的联系，一般在电场强度较高、电气强度较低的情况下就会产生局部放电，出现局部放电现象，就意味着电力设备的安全开始存在隐患了，局部的放电现象会影响电力设施的绝缘效果。

2 局部放电的种类和特点

2.1 电晕放电现象

电晕放电现象会出现在像高压变压器、高压线路等被气体围绕的高压电力设備上。因为这些电力设备都安装在户外，这样很容易出现电晕放电现象（如图1），电晕放电有其自己的特征，它的放电形式是极不正常的。电极的形状、空气密度、适度和空气的流动速度这些外界因素很容易对电压产生影响。

2.2 沿面放电现象

沿面放电现象普遍出现在绝缘介质的表面。介质内部的电压强度低于介质表面的电压强度就会出现沿面放电现象，这种局部放电现象是一种很特殊的、极不稳定的放电现象，像电缆线的表面、发电机组的表面和套管的绝缘部分很容易出现沿面放电现象，电压的波动形状、电场的分布情况、空气的质量，介质的状态对沿面放电都有一定的影响。

2.3 内部放电现象

内部发电主要出现在固体绝缘介质的内部。在对固体绝缘介质进行加工生产时，由于材料和技术的原因，固体绝缘介质内部掺入空气等杂质，就会造成固体绝缘介质的内部出现漏洞[1]，加大局部放电的可能性，介质本身的材料质量、气体缝隙的大小和排布都会对内部发电的电压造成影响。

2.4 悬浮电位放电现象

在电力运输过程中，某个高压设备的零件有缺陷问题，导致高压设备接触不良而断开，零件在高压与低压中间就会产生悬浮电位放电现象。因为该零件处于悬浮状态，所以被称为悬浮电位放电现象。在出现悬浮电位放电现象时，周围的电场强度会相对比较密集，而且悬浮电位放电现象还会扰乱周围的绝缘介质。电力设备中的金属零件很容易发生悬浮电位放电现象。

3 高压开关的局部放电实验方法

3.1 地电波实验

出现局部放电现象之后，损坏的绝缘介质会产生电波，电波通过高压开关传出电波，当电波通过高压开关时，高压开关的金属外壳会抵消大部分的电波，虽然高压开关抵消了部分电波但是还会有小部分电波通过传到地下[2]。我们可以将检测探头放在正在工作中的高压开关的金属外壳表面来进行检测，如果有较强的放电现象，就要对放电点进行定位检修。

3.2 超声波实验

用超声波来检测局部放电的过程和规律，局部放电现象属于瞬间爆发电能的现象，局部放电是瞬间完成的，在瞬间释放出的电能转化成热能向外传播，传播范围内的温度高于正常的环境温度。能量在冷却后开始慢慢收缩，然后产生电波波动，这时产生的电波强度和波动频率都相对比较低。由于局部放电的部分比较小，用超声波就可以检测出局部放电的位置。要定期对高压开关进行检测，如果没有发现明显的放电现象，就可以每3个月测试一次。当检测到放电现象就要进行跟踪测试，检测出有较强的放电现象时，就要确定放电的位置，对设备进行检测，观察分析它的放电趋势。

3.3 超高频实验法

局部放电产生的电磁波会在气体介质中来回波动，随着时间的变化，局部放电会产生复杂的电磁波超高频率。在实际应用中，可以利用探头来对局部放电进行检测，以时间为依据，根据探头不断的变化位置，就可以把电波的大致方向判断出来，最终找到放电的源头。这种试验方法的相较于其他几个试验方法，它的灵活度比较高，有很强的抗干扰能力，在密封的条件下也可以进行检测。

3.4 综合实验法

高压开关的检修提高了供电系统的可靠性，由于局部放电的形式多种多样，无论使用哪种检测方法都无法把高压开关的真实信息检测出来。所以要保证在高压开关的局部放电实验中检测出来的数据是准确真实的，就要把这几项检测方法综合到一起，充分发挥电波检测、超声波检测和超高频检测的优点，保证检测出来的信息是全面的。

4 局部放电分析技术

对于采集到的数据进行分析和诊断，在分析时要充分了解每一项监测技术的优点和缺点。要多进行几次实验来获取数据资料，根据多方面统计出的结果来判断设备是否实现故障。在分析局部放电的相关数据时，常用的分析技术有横向分枝技术、趋势分析等分析技术，横向分枝技术室通过几组检测数据比较，与邻近高压开关的监测数据比较、与同类型设备的相关数据比较得出的结果就可以确定设备是否出现故障。二趋势分析法是根据同一台设备在不同时间的检测结果来分析，制定相应的周期，在根据每周期的检测结果来分析设备是否存在问题。

5 结语

高压开关的局部放电研究有其一定的必要性。我们要在保证电力设施正常供给的情况下保证工作人员的安全。一般在电场强度较高、电气强度较低的情况下就会产生局部放电，造成局部放电的原因很多，我们要选择合适的检测方式检测出局部的放电源，及时排除设备故障，保证高压开关的正常工作。

参考文献

[1]谷明虎.户外高压开关故障分析及整改措施[J].科技创新导报，2012（29）：66.

[2]许晶.试析高压开关柜的交接试验及改进措施[J].机电信息，2012（30）：92-93.