开关柜局部放电检测技术研究

陈炎冰

摘要：开关柜可以直接为用户提供电能，其运行的安全性与可靠性，直接影响着供电质量，近年来，由于开关柜故障引起的安全问题屡见不鲜，这些绝缘缺陷从发展到发生，会经历一个漫长的过程，因此，加强开关柜的局部放电检测尤为重要。本文就开关柜局部放电检测技术的应用展开分析。

关键词：开关柜；局部放电检测技术；应用

高压开关柜是实行供电的基本设备之一，它的运行是否稳定关系着供电的稳定性，如果开关柜产生故障可以引发事故，可能会造成很大的损失，一般情况下，在发生故障之前，开关柜的局部先发生放电的现象，根据放电的状态可以确定绝缘部位是否发生损伤，对开关柜实行检测是很有必要的。由于开关柜的内部系统中还可能存在绝缘的问题，这样极易引发线路的接触不良，而且直接影响到供电网络的安全性。结合局部放电检测技术可以提高相关设备的管理水平，可以保障开关柜顺利投入到正常的运行中。

一、局部放电检测技术的基本原理

（一）地电波原理

开关柜发生放电现象的时候，产生的电量会先聚集到一起，然后和金属部分进行严密的连接。紧接着电流脉冲向各个方向流通，在导体的表面形成快速的传播。如果是内部放电，电量会发生在接地的内表面之上，当屏蔽层的电量产生连续流通时，很难检测到放电的信号，当绝缘端出现破损的时候，产生的电磁波就能够传达到开关柜的外面，然后形成暂态电压，形成的电压脉冲会传递到地下去。

在高压电气设备当中，如果绝缘部分发生放电现象，导电系统和接地部分会形成少量的电容放电，这种电量是很小的，放电产生的时间也更短，对于这种类型的放电脉冲，被检测的设备不可以被认为是一个整体，只能将它当作是一条传输电的电线，这样可以更容易检测分布电容，感知上面的电感。局部一旦产生放电现象，放电产生的电流和电磁波会产生联系，利用电容性探测器可以完好地检测到放电脉冲。

（二）超声波原理

超声波已经超出了人类听力的极限，应用超外差技术就可以将超声波转换成人类可以听到的声音。当设备产生局部放电时，电击穿立即增大，严重的情况下产生颗粒运动频繁，运动的颗粒不断地撞击外壳，然后产生出机械波，放电现象会通过气体产生压力，然后随着压力波产生了相应的超声波，外面安装的传感器可以很快接收到超声波的信号，如此才可以检查到故障。

（三）超高频原理

这种方法是利用变压器内部产生的放电现象进行检测的，里面产生超高频的电磁波，对局部的放电现象可以进行检测，而且具有抗干扰的能力，当局部产生放电的时候，产生的负荷会相互综合，随着电流脉冲产生电磁波，超高频可以利用电容传感器进行接收，这种方法可以实现实时监测放电现象。

二、局部放电检测技术分析

（一）局部放电的含义

局部放电就是某一部件的绝缘部位产生了放电的现象。就高压开关柜而言，它的内部绝缘性能不好，很容易产生放电的现象，这部分绝缘构件很容易发生损坏。如果内部的结构产生了破坏，会引发很大的故障，例如长时间放电导致主绝缘件发生严重的击穿现象，而且放电也有两种形式，一种是绝缘件的表面放电，另一种是绝缘件的内部产生放电。

一旦产生表面放电，容易引发光和热的现象，而内部产生放电现象，容易引发电磁波，产生化学气体，相关的检修人员通过详细的检测就可以检测到故障点，也能够帮助开关柜正常的运行。

（二）技术的分析

在放电检测过程当中，相关的检测技术有很多，检测人员应该结合实际情况找到适合的检修方法，这样技术的应用才有意义，而变电设备自然可以进入正常和高效的运行当中。

1.TEV技术

TEV技术可以对暂态地电压进行检测。在实际检测到的时候，主要应用到无线电频，绝缘层产生放电时，电磁波自然会出现，其频率能够达到高频段，具体的幅值为0.1MV，这个时候，局部放电产生的电量会转移到接地的屏蔽中。在连续的屏蔽层当中，在绝缘层的外部就检查不到放电的电量，放电的信号也无法检查到。但是，有的时候，放电的信号会从金属外壳的缝隙中钻出来，如果这里钻不出来，那么也有可能从密封的垫圈中钻出来，或者是其他的部位也可以。放电信号会带着电磁波出现，电磁波发展到开关柜的外面的时候，金属外壳就形成了暂态地电压，因此，在检查的时候必须仔细。

如果是对地的部分产生放电现象，接地的金属外壳自然会产生电容性电量，放电的时间虽然短暂，但是还具有电感和电容的特性。利用金属板之间的缝隙作为衔接，之后从金属外壳将电量导出，应用电容耦合式的传感器可以监测电量。局部的放电会形成TEV的信号，放电位置的距离远近取决于这一信号，这一信号甚至影响着放电产生的大小，应该使用更加专业的探测仪器进行检验，利用时间差就可以对局部的放电位置进行定位。

2.UHF定位技术

这种技术使用的是一个UHF的传感器，将传感器放到金属的外壳之上，如果传感器不能够很快的检测到放电的信号，可能因为导体中的电流密度已经发生了改变，电场和磁场的强度因为电磁波能量的消耗而减弱。一般情况下，电磁波的强度和能量成反比，产生的频率越大，电能的消耗会越快，此时的信号频率范围大约在三百到一千五百兆赫兹之间。由此可以推断，电磁在开关柜中的投入信号是极其微弱的，而开关柜的壳子厚度在两毫米之上，电磁信号很难穿透柜子发射出来，只能够通过观察窗进行观测。

三、结论

局部放电检测技术的应用可以有效的找到放电的具体位置，尽早的解决隐患就可排除故障，保障电网可以更加安全地运行。

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