35 kV高压开关柜的局部放电检测技术要点

冯 跃

（云南电网有限责任公司文山供电局，云南文山 663099）

引言

35 kV高压开关柜位于变压器的低压侧，连接变压器和负载用户，可以控制和保护电气设备。但是，由于目前的设计和控制问题，35 kV高压开关柜仍然存在绝缘等级不足的问题，某些设备的保护等级不能满足用户的要求[1]。35 kV高压开关柜的带电检测可以有效检测设备的局部放电，为电力系统的安全运行做出贡献。因此，必须认真研究用于检测35 kV高压开关柜的局部放电的技术，以便有效地促进35 kV高压开关柜的稳定运行。

1 局部放电检测原理

35 kV高压开关柜通常应用交流金属封闭开关确保安全运行。在实际操作中，35 kV高压开关柜中仍会发生局部放电，这通常是由于绝缘结构损坏引起的。如果连续放电问题无法解决，将导致内部主绝缘击穿，破坏平稳的电力传输。35 kV高压开关柜的局部放电可分为表面放电和内部放电。表面放电具有光、热和声音等现象，而内部放电具有光、热、化学气体、电磁波等现象。因此，可以针对35 kV高压开关柜局部放电时的现场现象进行检测。

2 局部放电检测技术

2.1 超声波检测方法

35 kV高压开关柜的局部放电是指不断释放电荷导致放电的过程。局部机械应力，电场应力和粒子力不平衡，从而引起振动和变化。机械应力和粒子力的波动将导致介质振动，从而产生声音信号[2]。超声检测方法使用检测器来获得局部超声信号，以检测35 kV高压开关柜的局部放电。这种检测技术的特点是传感器和电路不连接，也不会受到电磁干扰。但是，超声波检测技术的实际应用将取决于外围设备的振动和外部噪声。

2.2 暂态地电压方法

当35 kV高压开关柜的内部组件与地面隔离时，如果发生局部放电，则会产生接暂态地电压信号。相应的放电能量将通过电磁波传输到开关柜的金属外壳，并且开关柜将接地。可以通过开关柜表面上的电磁波检测高频电流，并且可以检测相应的幅值和脉冲数据。

2.3 特高压检测方法

特高压检测方法使用特高压传感器设备检测由局部放电产生的特高压电磁波信号，并获取诸如局部信号的幅值和相位之类的信息[3]。35 kV高压开关柜是封闭的金属设备。特高压信号只能通过机柜中的检测孔或狭缝传输。特高压信号只能通过将外部传感器放在机壳孔隙口中来检测。与超声检测相比，特高压检测方法具有更好的抗干扰能力。可以根据波形的特性来确定缺陷的类型，并且可以通过测量电磁波的时间差来精确地确定放电的位置。它可以有效消除35 kV高压开关柜及其周围区域的局部放电，并区分放电类型。

2.4 其他检测方法

除以上方法外，还有声波检测方法，热成像方法等[4]。当在35 kV高压开关柜中检测局部放电时，仅使用一种检测方法，会导致不能以全面的方式接收局部放电信号。暂态地电压检测方法在检测绝缘气隙放电和尖端放电方面更为有效，但对沿面放电检测的影响很小。特高压检测方法将受到金属屏蔽影响。因此，要根据情况综合应用检测方法。

3 检测系统

（1）示波器TDS3034C：具有4通道测量功能，并可以提供300 MHz带宽，采样速率为每秒2.5×106点。通道输入阻抗有两个档位：分别为50Ω和100 Ω可选择，检测要求连接探头和示波器的同轴电缆的长度和特性阻抗相同，并且每个通道的水平和垂直坐标必须相同。

（2）便携式开关柜UTP1的局部放电检测器：由英国AE公司生产，该设备使用非接触式检测方法，具有超声波检测和暂态地电波检测两种模式。超声波传感器使用内置非接触传感器，该传感器在检测仪上以分贝（dB）显示，并具有声音输出功能。可以使用示波器分析时域信号特征，也可以使用频谱分析仪分析频域信号特征。

（3）超高频传感器M600：采用电容耦合原理来接收超高频电磁波信号，具有两个输出端口，即RO输出端口和HO输出端口。经过一系列检波处理后的信号由RO端输出，信号处于毫秒级，可检测放电类型；HO端口输出原始的PD局部放电信号，属于纳秒级可检测原始放电波形或使用时差法进行定位。

4 案例分析

以某220 V变电站为例，检测局部放电。首先，确定检测的位置。在实践中，应优先考虑检测容易放电的地方，例如35 kV高压开关柜的母线连接处，开关和侧面板支撑的绝缘部件等。如果检测设备的状况相对良好，则可以在开关柜中的母线跳线上检测到放电。检测过程采用超声波检测法、暂态地电压检测法、特高频检测法等技术。最后，需要分析最终检测数据。在220 kV变电站中，高压开关柜的电压为35 kV，开关柜前置中置放大器的增益为23 dB，外部开关柜的增益小于20 dB，这意味着35 kV高压开关柜没有放电。此外，35 kV高压开关柜高度依赖于外部环境，不是封闭的，最终的放电检测结果高于正常水平。如果在变电站中检测到少量放电，则应加强对35 kV高压开关柜的控制。一旦超过安全范围，应及时有效地处理以确保安全运行。通过检测35 kV高压开关柜的局部放电，可以有效减少电力损耗，保证变电站的正常运行。

5 结束语

35 kV高压开关柜改进检测技术，需要增进对专业检测技术的理解和吸收。电力企业应进行定期培训，以增强技术人员的理论知识和实践经验，确保检测结果的有效性。同时，有必要及时更新检测设备的综合水平，建立科学的检测和维护程序，可以有效地进行局部放电检测工作，减少局部放电引起事故的可能性，提高检测效率以及检测技术的应用水平。