开关柜局部放电带电检测技术的应用探讨

黄坤

摘  要：我们一般利用局部放电带电检测技术对开关柜进现场检测，通过这两种方法能够有效地对开关柜异常故障进行检测，取得较好的应用效果。文章通过对开关柜故障原因的分析，来揭示开关柜局部放电带电检测技术的应用。

关键词：开关柜;局部放电;带电检测技术;应用

中图分类号：TM591     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）06-0039-01

在我国的电力系统中，各个变电站已经利用了10 kV/35 kV金属封闭开关成套设备。在这些电气设备中，由于外部因素，例如，电、化学、热等因素的影响，会导致电气绝缘强度降低，从而发生故障。在对全国变电站的不完全统计下，全国的电力系统开关柜事故中由于截流或者绝缘所引起的故障高达40.1%，由于绝缘部分出现闪络的事故达到了79.2%。

在停电状态下对高压开关柜内的故障进行检测并进行带电检测的技术不太成熟，在预防性实施周期内，很难发现绝缘劣化等问题。由于在电力系统的变电站中，高压开关柜设备放置在柜内，即使设备出现异常状况也不容易及时被工作人员发现。红外测温也不能够对内部设备的故障，因此通过局部放电带电检测能够有效地检测出绝缘性的故障原因，采取有效的措施解决安全隐患，避免击穿等突发事故。

1  局部放电以及局部放电检测的原理

在变电站的绝缘设备中，各个设备的绝缘系统以及各个不问的电场强度不一。在局部区域内，如果电场强度与区域介质的电场强度相同时，此区域就会出现放电的现象。但在两导体之间如果没有施加电压，整个绝缘系统不会被击穿，只是击穿部分绝缘体。这种状况如果可以只发生在导体附近也可以发生在其他地方。从而仍然保持绝缘性能。这种现象称之为局部放电现象。

通过局部放电的原理，我们可以进行局部放电检测。在发生局部放电时，一般会带来电磁辐射、声、光、热、介质损耗、高频脉冲等现象。对于绝缘体内部探测可以发现，按照采用相应的方法来测量不同的现象。我们把按照局部放电过程所产生的一系列的物理、化学效应的测量方式称之为局部放电测量。通过局部放电所发出的电荷交换、能量消耗、电磁波放电、声与光及各类信息来表示局部放电的过程。

2  局部放电带电检测技术的应用

我们知道，在发生局部放电的过程中，常伴随着热、电、光、声及化学分解等物理现象。在这些局部放电的检测过程中，我们可以通过脉冲电流法、紫外成像法、震荡波法等多种检测方法对开关柜进行局部放电检测。

2.1  脉冲电流法

我们可以通过放电过程所产生的电磁波所通过金属箱体的接缝及绝缘开关上的衬垫传播来测量。在这个过程中会产生暂态电压将通过金属箱体传送至地下，这些电压脉冲即为暂态对地电压。

脉冲电流法作为一种应用较早的局部放电带电检测技术，其工作的原理是，当局部放电产生电荷移动时，在移动电荷的外围可以测量整个回路中所产生的脉冲电流。从而，通过脉冲电流来检测局部放电。利用脉冲电流法可以较好地检测出脉冲电流信号的低频区，通常范围在数kHz到数百kHz。在回路中常规局部放电主要通过在回路中传入检测阻来抵抗信号进行取样。而在线检测则往往通过电流传感器进行测量，获取被测对象的脉冲电流信号。

目前，在我国电力系统中所采用的局部放电检测法往往都是脉冲电流法。脉冲电流法的主要特点是被测量敏感度较高，可标定放电量的一种测量检测方法。

2.2  数据判断法

数据判断法主要是通过大量的测试以及测试的经验来判断检测的一种方法。

以下是常用的几种判断方法：

若发现开关室内的测试值与背景值都低于20 dB时，则表示没有出现信号源，一切开关设备都正常。

若开关室内背景值与被测值都处在20～30 dB以上时，则表示出现信号源，应该关注开关室，缩减检测的周期，注重测试信号的变化。

若开关室内的背景值处在20 dB以下，而某几个开关柜的测试值处在20～25 dB，且测试值大于背景值则表示测试人员应该通过定位系统来检测放电位置并采取相关的措施。

若当在开关室内，测试值和背景值都处在3 dB以上，并且在其中的某个开关柜上出现了峰值，则可以通过定位的方式来判断放电信号的位置。例如，如果发现有放电信号从开关柜上传来，而不是来自与外界的干扰信号，那么我们就需要立即对开关柜采取相应的对策进行处理。

2.3  现场联合测试法

通过以上两种对开关柜局部放电带电测试技术的分析，我们可以看出这两种方法各有利弊，在实际的应用中都存在一定的局限性，不利于提高检测的准确性。因此，应该对某一信号进行全面的分析而不是单独地对某一信号做出描述。所以，在实际的检测过程中，我们需要结合多种检测方法进行检测。通过联合检测模式对开关柜进行局部放电带电检测。例如，我们可以先通过脉冲电流法来排除现场的干扰措施。在测试的过程中超声波法以及数据分析法进行进一步的判断，从而获得正确的结果。

3  开关柜局部放电带电检测技术的注意事项

在对开关柜局部放电检测的过程中需要注意几下几点：

①根据区域内电力系统中各个变电站的设备维护状况进行检修，进一步加大对局部放电检测设备的数量。在大量的分析与积累中得出数据，再结合其他的测试项目进行分析，从而提高开关柜局部放电带电检测的准确度。

②利用配套的局部放电检测仪以及分析软件，逐步提高测试人员对于干扰波形的判断能力，从而正确的把握试品放电的特点、时间的主要规律和施加的电压。

③对开关柜内的局部放电带电进行检测，逐渐提高开关柜的在线检测的能力，通过数据分析、同类比较、分析判断等方法，评估诊断局部放电带电检测的结构，对开关柜是否处在正常的运行状态给出判断依据。

④在应用开关柜局部放电带电检测仪时，需要对预防性测试的结果进行补充，找出开关柜潜在的安全隐患，确保测试现场设备安全、持续运转，提高供电设备的安全性、可靠性。

4  结  语

综上，在我国的电力系统中，往往通过局部放电带电检测技术对开关柜进现场检测。在局部区域内，如果电场强度与区域介质的电场强度相同时，此区域就会出现放电现象。通过局部放电的原理，我们可以进行局部放电检测。在发生局部放电的过程中，常伴随着热、电、光、声及化学分解等物理现象。在这些局部放电的检测过程中，我们可以通过脉冲电流法等多种检测方法对开关柜进行局部放电检测。

通过不同方法来定位开关柜出现故障的部位，在检测时，我们可以对预防性测试的结果进行补充，找出开关柜潜在的安全隐患。利用配套的局部放电检测仪以及分析软件，对区域内电力系统中各个变电站的设备维护状况进行检修。确保测试现场设备安全、持续运转，进而提高我国供电设备的安全性、可靠性。

參考文献：

[1] 孔令明，肖云东，刘娟，等.开关柜局部放电带电检测定位技术的应用与研究[J].山东电力技术，2010，（6）.

[2] 陈刚.声电波检测仪在10 kV开关柜局放检测中的应用[J].电工技术，2010，（7）.