局放电检测在开关柜中的应用研究

前言

10KV、35KV的开关柜是当前变电站中主要的应用设备，这些设备在设计、生产、安装、运行的过程中，常常会无法预测的发生一些问题，这些潜藏着的问题则往往会在设备的运行过程中发生无法预测的变化，进而导致事故的发生。如绝缘薄弱，制造工艺不到位，接触不良等，都会导致开关柜在运行的过程中发生放电现象。而目前，我国供电行业就开关柜的检测有很多，但是常用的局部放电检测方法主要还是以ERA、UHF、TEV等技术为主，这些技术就其单独的应用来讲，都存在不可避免的缺陷，如ERA检测法，虽然应用技术是最成熟的，但是其却有着抗干扰能力极差的缺点。而UHF检测法，虽然可以实现带电检测这一优点，且抗干扰的能力极强，灵活性、操作性简单等特点，同时可以快速的实现放电源的定位，但其缺点也很明显，就是无法实现局部放电的量化。TEV检测法有着其他技术所不具备的操作简单、灵敏度高等优点，能够有效的反应设备内的绝缘状态，但是在精确定位方面却有所不足。不管是哪种检测方式，都有其一定的局限性，无法做到精确、全面、真实的反映出设备内的工况。本文在结合实际案例的基础上，通过常规的现场停电、逐级检测及现场预防性实验的方式，验证TEV与UHF及超声波法相结合的快速检测定位仪器的实用性。

1 前人的研究

当前我国的众多研究人员都在致力于研究更加快速、精确、量化的开关柜局放电检测技术，研究成果囊括了单个技术的研究以及多个技术协同检测的研究，其中，有关于TEV与超声波法相结合的快速检测定位技术是人们研究的重点，如顾云霞、孙海文、金虎就发表了《TEV与超声波在开关柜局放电检测中的应用》一文，该文提出了将TEV与超声波相结合的定位检测技术，并通过实验说明了该技术的实用性。如王流火 吕鸿 王增彬 李兴旺 吴吉 庞小峰，发表的《开关柜局部放电检测定位技术的应用研究》，侧重说明了将TEV与UHF相结合的定位检测技术的实用性。

本文在结合他人研究的基础上，通过采用该理论研制出来的局部放电定位仪PD Locator（PDL1）及多功能手持式局部放电检测仪UltraTEV Plus+™（UTP-1）对开关柜室进行现场的检测，并结合传统的现场停电、逐级检测及现场预防性实验进行验证，以此说明TEV与UHF及超声波法相结合的快速检测定位仪器的实用性、精确性。

2 检测设备介绍

（1）多功能手持式局部放电检测仪UltraTEV Plus+™（UTP-1）采用的是超声波与TEV相结合的检测仪器，能够快速发现放电现象以及放电的严重性，并能够实现数据的量化。

（2）局部放电定位仪PD Locator（PDL1）则是目前最为广泛应用于开关柜的检测仪器，能够快速锁定放电电源所在位置。其通过TEV技术以及UHF技术，实现了放点电源位置的快速定位。具备有精度高、定位快速、准确的特点。

3 实际案例分析

2014年，某单位通过采用局部放电定位仪PD Locator（PDL1）及多功能手持式局部放电检测仪UltraTEV Plus+™（UTP-1）对某供电所的变电站进行日常的维护检测。检测设备是从变电站门口开始，检测设备在变电站的门口检测到的局放电检测数据为32dB，在检测设备对接地金属门进行检测的时候，获得的数据是45dB，随着检测人员往变电站内部走去，检测设备上的数据越来越高，在到达3号主变35KV开关柜的时候，检测数据显示达到了最大值，此时的数据显示已经达到了65dB，临近3号柜的附近检测数据都在52dB左右。随着检测人员继续的深入并远离3号柜，检测到的数据则越来越低，当检测人员到达变电站另外一侧的时候，数据基本维持在了32左右。因此，初步认定是3号变电柜出现了问题，随后采用设备局部放电定位仪PD Locator（PDL1）对3号变电柜进行检测，发现其内部存在严重的放电现象，且经过检测故障发生的位置在避雷柜与断路器相连接的C相套管内。为了验证该设备的实用性，我们将采取常规的现场停电、逐级检测及现场预防性实验的方式对3号柜的故障进行排查。

（1）首先是确定故障是否与10KV开关柜断路器位置有关。方法就是将10KV开关柜与35KV开关柜相连接的断路器断开，然后再用定位检测仪对35KV开关柜进行局放电检测。实验获得的检测数据是62dB，也就是说，故障依然存在，与与10KV开关柜断路器位置无关。

（2）确定是否与高压断路器有关。方法就是断开高压断路器，在断开之后，35KV开关柜实际已经处于停电的状态，但进电处的电线仍然存在电流。随后用检测仪进行检测，获得的数据依然是62dB左右，也就是说放电现象与高压断路器无关。

（3）确定35KV开关柜进线电缆与断路器之间是否存在放电现象。方法是对开柜的进线侧停电。停电后，使用检测设备检测的数据显示在2dB以下，也就是说放电现象存在于35KV开关柜进线电缆与断路器之间。但是进过对进线侧的拆解分析，并没有发现任何的放电痕迹，这就排除了进线侧的故障嫌疑。根据分析，大致认为应该是在开关柜的母线上。

（4）对母线的确定。方法是预防性实验。在拆除进线电缆头之后，对开关柜内的母线做预防性交流电压耐压实验，实验分别对A/B/C三项分别进行预防性实验。在对A、B相进行实验的时候，我们的检测设备获得的检测数据最大值是39dB，而在进行C相的预防性耐压实验的时候，能够听见电压升高过程中，有啪啪的声响，同时，试验电压尚未到规定值的时候，检测设备已经测到了超过62dB的数据值。也就是说问题发生的位置是在C相的母线内。现场将母线外的套管拆开之后，能够看到明显的放电痕迹。

（5）为了确定该变电站内不再存在其他放电现象，在对3号柜进行维修并投入运行之后，又再次使用检测设备对变电站进行全面的检测，而获得的检测结果是变电站开关室门口检测值为0，站内的开关柜上的检测数据在3dB以下不等，开关室的接地金属门。

4 实践结果说明

通过在现场采取常规的现场停电、逐级检测及现场预防性实验的方式对3号柜的故障进行排查，结果表明问题发生的位置是在C相的母线内这与检验仪器所侦测到的“在避雷柜与断路器相连接的C相套管内”结果是一致的。也进一步说明了当前采用的局部放电定位仪PD Locator（PDL1）及多功能手持式局部放电检测仪UltraTEV Plus+™（UTP-1）对于我们在开关柜内的放电检测、定位是有效的。同时也印证了前面多名研究人员对于TEV与UHF相结合的快速检测定位仪器的实用性的研究成果。

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