开关柜暂态对地电压测试不稳定因素及改进方法

摘 要 暂态对地电压TEV法是巡检类开关柜局放放电的常用技术，由于巡检时间短，常规的TEV传感器需要贴敷开关柜表面才能实现定点探测，该模式存在数据波动性大，判据单一的问题。本篇提出的基于区域放电场强的测试方法，一方面可实现非接触式测量，另一方面可实现区域化放电综合场强的快速测试，从而提高巡检效率的同时一定程度减少单点测试的盲从性和不确定性。

【关键词】暂态对地电压 区域场强 非接触式 数据波动

暂态对地电压TEV法是常见的开关柜局放放电的检测技术，在监测领域，由于可以观测到趋势图谱和时间周期内的平均值，短时的信号波动造成的数据不稳定性可以较为直观的进行过滤和处理。但对于巡检类设备，如手持式TEV检测设备，由于TEV传感器需要接触柜体实现定点测量，因此通常采取移动探测不同位置的方法来归纳和筛选放电严重的区域。

据实际应用，巡检类TEV检测结果存在数据稳定性差的普遍性问题。

1 手持式TEV检测方法的数据波动原理

由于TEV传感器主要用于探测10-100M范围的脉冲信号，由于目前没有传感器频响特征统一的标定规程，在既定频带内传感器线性度是否满足要求，是一个非常关键的稳定性指标。另一方面，在高频端放电信号发生时，如传感器中心频率偏向高频，则检测的信号相对稳定，但放电信号处于较低频段时，数据稳定性变差。相反，如传感器中心频率偏向低频，以高频端为主的传感器频响增益会遇到类似问题。

因此手持式TEV是一种较为粗略的测试方法，当需要重点监测时，应进行现场放电特征的统计，将在线监测系统的工作频带调试到最佳位置，或采取多个频带自动切换的办法。

2 手持式暂态对地电压检测的改进方法

一种办法是提高检测门限值，或将检测门限值作为可设置的启动门槛，这是一种幅度过滤法，实际应用受到诸多局限，如灵敏度降低的问题。

另一种办法是提高检测带宽的可设置度，根据现场测试需要，可手动或自动调整测试频带，以搜索到最佳的探测频率特性。

测试频带的调整可通过软件或硬件进行调整，当需要较大范围调整时，硬件调整将作为主要技术核心。

3 区域化场强测试方法

笔者介绍一种通过改进TEV传感器特征，采取频率可调整方案实现稳定性和灵敏度的提升。

主要特征表現为：

（1）通过高灵敏度调谐放大器，实现非接触式的区域化的探测。区域化探测是一种区域场强平均值，相较于单点位置的放电信号，更加稳定。该步骤的实现措施为：提高信噪比和放大器增益、提高传感器的探测倾角。

（2）通过改变传感器特征响应频率，即调整中心频率及其有效带宽的方法，实现放电信号最佳特性的捕捉。该步骤的实现措施为：改变物理电容、调整锁相环频率参数或采取软件过滤的办法。

4 分析方法讨论

常用的TEV传感器获得的数据稳定性差对检测运维人员造成困扰的另一重要原因是分析模式单一，即仅通过放电强度或脉冲个数来表征放电特性，一旦放电强度指示数据波动明显后，则可能导致脉冲个数的统计不准确，无法进行甄别。一般仅在探测到较明显放电信号的条件下，数据波动并不能影响到观测到局部较大放大信号数值时，TEV的探测结果才能作为捕捉到放电信号的依据。如观测到信号强度在10-25dBuV范围进行波动时，一般仅作为巡检记录，作为观测值；如信号强度达到15-40dBuV，可以作为超过警戒线进一步处理。

如采取改变特征响应频率的办法，如通过从10M，20M，50M，70M，100M作为中心频率，带宽10M范围进行搜索，可能探测到实际信号强度已经攀越40dBuV（对应无搜索功能的10-25dB例子），则根据该数据可提前进行处理，减少故障蔓延机率。

另一方面，随着放电持续时间的增大，放电频率可能降低，由此传统的基于脉冲个数的分析方法可能会出现脉冲个数减少的情况，这并不能代表放电信号减弱，很容易导致将历史数据判别为干扰。

由此可见，通过频率搜索的解决方案，不仅有利于跟踪到实际最高放电强度，获得相对稳定的判定数据作为依据，还能利于观察放电信号随频率变化的趋势，如放电频率在观测周期内持续，缓慢向低频移动，且放电强度高于警戒值，则可认为放电严重程度增加。

5 小结

本篇浅析了巡检类TEV检测遇到的数据不稳定的一些外部因素和检测设备自身原因，提出了基于频率搜索的检测方法，有助于减少数据波动带来的负面影响。实际应用中，可考虑对TEV传感器进行改进，但这需要建立在对TEV传感器的频率线性度、灵敏度，有效带宽等参数的了解基础上，由此，对TEV传感器，尤其是一体化设备开展精密的校准工作是切实必要的。

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作者简介

李卫（1975-），男。工程硕士学历。现为云南电网有限责任公司普洱供电局高级工程师。主要研究方向为变电设备运行检修管理。

作者单位

云南电网有限责任公司普洱供电局 云南省普洱市 665000