浅谈开关柜带电局放检测技术的原理及应用

浅谈开关柜带电局放检测技术的原理及应用

【摘要】文章首先介绍带电局放检测技术原来和意义，最后提出带电局放检测技术在运行变电站开关柜应用及判断标准。

【关键词】高电压；试验；局部放电；绝缘；带电检测

引言

电气设备带电检测技术是发现设备潜伏性运行隐患的有效手段。传统常规的试验方法可以检查出贯穿性绝缘缺陷及明显的绝缘缺陷，但需要在停电情况下进行。带电检测可以在电气设备正常运行状态下进行检测，不需停电，规避了因停电给用电客户带来的不便或经济上的损失，为电力用户带来了极大的方便也提高供电企业的用电可靠性。而且带电检测可以依据设备运行状态灵活安排检测时间，相对传统常规试验方法周期性的试验更有利于及时发现设备的隐患，同时试验不受停电计划安排影响，提高了试验部门的工作效率。

根据目前我国电网结构，10-35kV设备的停电对电力用户的直接影响较大，而且10-35kV设备数量多，因此开展开关柜带电检测工作具有十分重要的意义。

一、局部放电的定义和开关柜带电局放检测技术的原理

1、局部放电定义、表现特征

图1

局部放电是指高压电器中的绝缘介质在高电场强度作用下，发生在电极之间的未贯穿的放电。在了解局部放电定义后，我们要了解局部放电的表现形式，通过掌握局部放电产生表现特征才能采取有效的手段进行检测。通过查阅国内外有关局部放电的技术资料，局部放电产生表现特征可通过图1进行归纳。

2、开关柜带电局放检测技术的原理

针对局部放电产生的特征，结合高压开关柜的构造，采取对应检测手段，对运行中的高压开关柜局部放电情况进行检测。其中局部放电形成的光、热、气体这三类表面特征可分别通过日常巡视的目视观察、温度检测和嗅觉气味发现。但电力设备局部放电后产生的电磁波、超声波产生只能通过专业仪表仪器进行检测，而且这两个特征更能有效反映设备的内部隐患。电磁波从设备外壳缝隙中穿出，在设备表面金属部分产生电压脉冲信号，一般称这种信号为地电波信号。超声波从设备外壳缝隙中穿出形成超声波信号。其原理图如图2。

图2

二、应用案例

1、广东某220kV站#1主变变低进线柜

试验结果：通过检测发现广东某220kV站#1主变变低进线柜后柜门中部超声数值为18dB，有明显放电声音，初步判断为表面放电。

停电检查对象： #1主变变低进线柜

根据带电局放测试结果，局放信号源来自柜后A相中部。停电开柜检查，发现#1主变变低进线柜内灰尘积聚严重，A相多个部位有铁屑散落分部。停电检查照片如下：

经分析判断，原因是柜内积聚的粉尘和施工时遗留铁屑在运行工程中在强电场的影响下排列形成类似“小桥效应”放电。部位与带电局放测试结果吻合。在对相关粉尘和铁屑进行清扫后送电复测超声值为3dB，超声幅值明显减少，处理效果明显。

2、广东某110kV变电站10kV开关柜母线

试验结果：通过检测发现广东某110kV站10kV母线多处地电波和超声波超标，数值在35-40dB左右范围，有明显放电声音，初步判断设备同时存在介质放电与表面放电。

停电检查对象： 10kVⅠ母线

根据带电局放测试结果，局放信号源来自开关柜母线。在停电后重点检查10kV Ⅰ母线侧柜与柜之间连接处。经检查，在穿墙套管铝夹片与主母线排之间发现多处放电痕迹。

停电检查照片如下：

经检查，在穿墙套管铝夹片与主母线排之间发现多处放电痕迹。因穿墙套管铝夹片安装时没有调整好，致使夹片没有接触好铜牌（正常安装铝夹片与铜牌最少要存在一个 接触电），导致间隙间的放电。

根据厂家提供的处理意见，在能保证母线室间防护等级的前提下，拆除穿墙套管铝夹片后复测，地电波信号幅值降低至15dB，超声信号降低至1dB，放电信号恢复正常水平。

三、超声波检测方法与地电波（TEV）检测方法的效果对比

通过现在应用的经验积累，我们发现超声波检测方法与地电波（TEV）检测方法在测量效果上存在一定的特性与区别，这些特性与区别有助与现场对设备放电类型的判断，区别如下：

TEV测量 超声测量

对脉冲的变化速度比较敏感，

比较适合介质内部放电 对介质类型比较敏感，

适合检测空气介质放电

对放电频谱较低的套管、终端、

绝缘子表面放电不敏感 比较适合检测套管、终端、

绝缘子的表面放电

易受外界电磁干扰的影响 易受现场机械振动的干扰

能够精确定位，但分辨率不高，

主要是设备精度限制 定位精度受内部反射、

折射等现象的影响，

但对设备精度要求较低

传播过程衰减较小 传播过程衰减大

四、结语

开关柜带电局放检测技术的应用有效减少设备停电，提高供电企业供电可靠性。在实际应用过程中，由于开关柜带电局放检测技术属于设备状态检测试验范畴，与传统停电试验项目相比在掌握上难度大，在测试结果判断和数据分析上对试验人员的要求高。因此在开展开关柜带电局放检测工作同时，要加强试验人员的原理学习，通过现场实践积累经验，不断提高开关柜带电局放检测应用水平，才能真正掌握开关柜带电局放检测技术的作用，达到有效保障设备运行安全的效果和意义。

参考文献：

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[2]李从国，杨晓梅，吕文九.电厂状态检修的现状及发展探讨[J].山东电力高等专科学校报，2004.（4）

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