李聞翠

（廣西電網(wǎng)公司欽州城郊供電公司 廣西欽州 535000）

對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜局部發(fā)電故障檢測(cè)的分析

李聞翠

（廣西電網(wǎng)公司欽州城郊供電公司 廣西欽州 535000）

本文對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜局部發(fā)電故障檢測(cè)的分析，首先對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)方法進(jìn)行研究，并對(duì)局部放電故障定位進(jìn)行論述，最后對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜局部發(fā)電故障檢測(cè)進(jìn)行實(shí)例分析，以加強(qiáng)高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。

高壓開(kāi)關(guān)柜；局部發(fā)電；檢測(cè)

前言

局部放電檢測(cè)技術(shù)是眾多狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)中應(yīng)用比較早，使用比較廣泛的一種帶電測(cè)試技術(shù)。在發(fā)達(dá)國(guó)家，局部放電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)有30、40年的歷史，新加坡新能源電網(wǎng)有限公司是此項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用者之一。而在我國(guó)，局部放電檢測(cè)技術(shù)起步較晚但發(fā)展很快，在最近十年中，通過(guò)對(duì)國(guó)外局部放電檢測(cè)技術(shù)的引進(jìn)和學(xué)習(xí)，并且在實(shí)際工作中不斷的加以應(yīng)用，逐步的將局部放電檢測(cè)技術(shù)在開(kāi)關(guān)柜的故障診斷中實(shí)用化和常態(tài)化。

1 高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)方法

1.1 人工診斷法

人工診斷法主要包括“望”、“聞”、嗅三種手段，這三種手段是對(duì)開(kāi)關(guān)柜局部放電進(jìn)行初步判斷的有效方法。在實(shí)際檢測(cè)工作中，面對(duì)開(kāi)關(guān)柜并不是一開(kāi)始就直接用儀器測(cè)量，由于開(kāi)關(guān)柜工作環(huán)境的復(fù)雜性，這樣測(cè)量會(huì)帶有很強(qiáng)的盲目性，而且往往會(huì)引起誤判。正確的檢測(cè)方法是首先檢查開(kāi)關(guān)柜周邊環(huán)境及運(yùn)行情況，然后確認(rèn)檢測(cè)環(huán)境安全后，再進(jìn)行下一步的檢測(cè)。

（1）“望”：望即看，開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)首先要做到三看：一看開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境是否良好；二看開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行情況，看柜體的型號(hào)及特點(diǎn)、看柜體是否有破損、操作機(jī)構(gòu)是否完好、柜體自帶指示設(shè)備是否正常、開(kāi)關(guān)柜接線運(yùn)行方式是否正確等；三看開(kāi)關(guān)柜有無(wú)嚴(yán)重放電，開(kāi)關(guān)柜嚴(yán)重放電一般都是很強(qiáng)烈的放電，會(huì)產(chǎn)生很明顯的弧光。

（2）“聞”：聞即聽(tīng)，聽(tīng)主要分為兩步。第一步：聽(tīng)開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境周?chē)袥](méi)有異響和聲音干擾源。第二步：聽(tīng)柜體有無(wú)異響，這是判斷開(kāi)關(guān)柜有無(wú)較強(qiáng)烈局部放電現(xiàn)象最直接的方法，一般能直接聽(tīng)到放電聲響的，超聲波數(shù)值都很高，所以也就可以直接判斷開(kāi)關(guān)柜的放電情況。

（3）“嗅”：空氣中的高壓放電會(huì)引起一系列的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生臭氧和二氧化氮，這兩種氣體都帶有很強(qiáng)的刺鼻性，在開(kāi)關(guān)柜狹小封閉的空間里氣體不容易發(fā)散，都會(huì)通過(guò)開(kāi)關(guān)柜縫隙滲透出來(lái)，當(dāng)外部噪聲源干擾，測(cè)試人員無(wú)法聽(tīng)出是否有異響時(shí)，可以采用此方法來(lái)初步判斷是否有局部放電，此外這種方法也常用來(lái)佐證已經(jīng)知道的放電部位的局部放電程度。

1.2 儀器測(cè)量法

1.2.1 超聲波法

表面放電會(huì)產(chǎn)生超聲波，而且放電強(qiáng)度越大，產(chǎn)生的超聲波強(qiáng)度越大，因此在實(shí)際檢測(cè)中檢測(cè)超聲波的強(qiáng)度就可以判斷局部放電的強(qiáng)度。超聲波是一種非電信號(hào)，不受電磁輻射的影響，因此在電磁信號(hào)復(fù)雜的環(huán)境下可以很好的使用方法。

由于超聲波是一種聲波，具有聲波傳播的特性，在開(kāi)關(guān)柜中局部放電產(chǎn)生的超聲波會(huì)在柜內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)散，遇到柜體壁時(shí)會(huì)反射，直到遇到柜體的縫隙才會(huì)往外部衍射發(fā)散，因此檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜超聲波時(shí)需在開(kāi)關(guān)柜的縫隙處進(jìn)行。圖1所示為超聲波檢測(cè)位置圖，若這些點(diǎn)的超聲波數(shù)值超出環(huán)境中超聲波的數(shù)值，就說(shuō)明柜內(nèi)有局部放電發(fā)生，需要進(jìn)一步的仔細(xì)檢測(cè)，確定放電位置。

圖1 超聲波檢測(cè)位置圖

1.2.2 暫態(tài)地電壓法（TEV）

地電波信號(hào)是一種電信號(hào)，與超聲波信號(hào)不同，地電波信號(hào)主要由絕緣內(nèi)部放電產(chǎn)生，而且很容受外界電磁干擾，因此在電磁干擾很強(qiáng)烈的環(huán)境中測(cè)量地電波信號(hào)需很仔細(xì)對(duì)比。此外由于地電波的傳播特點(diǎn)，地電波傳感器通常需要和開(kāi)關(guān)柜表面直接接觸，才能達(dá)到測(cè)量的目的。

由于地電波是通過(guò)開(kāi)關(guān)柜裂縫向外沿柜體表面?zhèn)鞑サ?，因此與超聲波的測(cè)量位置不同，所以一般不能在縫隙處測(cè)量，而需要采用電容傳感器貼近開(kāi)關(guān)柜表面進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量的位置也分為三個(gè)柜室，即上中下柜室。圖2所示為地電波檢測(cè)位置圖，圖中藍(lán)點(diǎn)代表地電波的測(cè)量點(diǎn)，一般情況下一面小柜只需要測(cè)量三個(gè)位置，如若其中有一個(gè)位置地電波信號(hào)超出環(huán)境值，則需要進(jìn)行下一步故障定位測(cè)量。

圖2 地電波檢測(cè)位置圖

2 局部放電故障定位

對(duì)于局部放電檢測(cè)工作來(lái)說(shuō)，不僅需要檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜是否有發(fā)生放電，更重要的是需要對(duì)放電故障進(jìn)行定位和故障判別。

2.1 聲、光定位

這種定位方法主要針對(duì)于發(fā)生在開(kāi)關(guān)柜電纜室內(nèi)的較為嚴(yán)重的放電故障。在開(kāi)關(guān)柜電纜室的正表面外殼上有一個(gè)透明的觀測(cè)窗口，從這個(gè)窗口可以看到發(fā)生放電弧光的放電位置，同時(shí)電纜室的放電聲響也能幫助檢測(cè)人員進(jìn)行人工定位。電纜室的電氣條件簡(jiǎn)單明了，用強(qiáng)手電從觀測(cè)窗口可以看見(jiàn)內(nèi)部電纜和電纜連接部位的運(yùn)行情況，只要電纜室內(nèi)有異響根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和聲音源就可進(jìn)行故障定位。

2.2 超聲波定位

超聲波定位法是根據(jù)局部放電產(chǎn)生超聲波信號(hào)的傳播方向和變化強(qiáng)度來(lái)確定放電點(diǎn)位置的。隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，超聲波檢測(cè)技術(shù)變得越來(lái)越成熟，因此可采用直接定位法來(lái)對(duì)超聲波源進(jìn)行直接定位。如有局部放電檢測(cè)儀可帶有將超聲波轉(zhuǎn)化為人聽(tīng)覺(jué)可聽(tīng)到聲音的功能，所以在實(shí)際使用中可直接戴上耳機(jī)接聽(tīng)超聲波傳感器感應(yīng)回來(lái)的信號(hào)，依靠人的聽(tīng)覺(jué)對(duì)放電故障部位進(jìn)行定位。此外局部放電儀還有將檢測(cè)的超聲波轉(zhuǎn)化為聲音分貝值的功能，也可通過(guò)監(jiān)測(cè)分貝值得大小來(lái)對(duì)故障部位進(jìn)行定位。

2.3 暫態(tài)地電壓（TEV）定位法

由于暫態(tài)地電壓的檢測(cè)特點(diǎn)，檢測(cè)時(shí)只能將電容傳感器緊貼于開(kāi)關(guān)柜的金屬外殼，因此對(duì)于其定位也只能從開(kāi)關(guān)柜外殼的傳播信號(hào)來(lái)判斷，在一般的工程實(shí)踐中也只能定位到故障點(diǎn)離開(kāi)關(guān)柜的那個(gè)縫隙最近。在實(shí)際的開(kāi)關(guān)柜中存在有很多縫隙，因此通過(guò)此方法可以不斷的縮小放電范圍，直到找到信號(hào)輸出最強(qiáng)的縫隙，然后在此縫隙的周?chē)俣啻螠y(cè)量找出信號(hào)輸出最強(qiáng)的點(diǎn)，也就可以大概確定故障點(diǎn)的位置。

3 局部放電檢測(cè)案例分析

情況介紹：2015年6月15日，對(duì)某10kV公用開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行局部放電檢測(cè)。此開(kāi)關(guān)柜為室外柜，檢測(cè)前工作人員觀察開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境正常，但開(kāi)關(guān)柜所處環(huán)境空氣濕度較大，靠近開(kāi)關(guān)柜能聽(tīng)到輕微的放電聲響；后用PD-SGF局部放電檢測(cè)儀檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，開(kāi)關(guān)柜現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境TEV數(shù)值為0dB，超聲波數(shù)值為-6dB，開(kāi)關(guān)柜各柜TEV檢測(cè)數(shù)值均為0dB，而超聲波檢測(cè)中1#柜數(shù)值超標(biāo)，最高達(dá)到20dB，后經(jīng)超聲波定位，確定超聲波源位于開(kāi)關(guān)柜1#柜電纜室，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1 某10kV公用開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)數(shù)據(jù)表

檢測(cè)結(jié)論：該10kV公用開(kāi)關(guān)柜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)檢測(cè)工作干擾較小，檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠；開(kāi)關(guān)柜有輕微放電聲響，證明開(kāi)關(guān)柜存在絕緣外部局部放電；在該開(kāi)關(guān)柜1#柜的下部電纜室，超聲波信號(hào)較強(qiáng)，最高達(dá)到20dB，根據(jù)開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)分析對(duì)比表可知，此柜為輕微局部放電，說(shuō)明該柜電纜室內(nèi)存在銹蝕或松動(dòng)，需盡快安排停電檢修。

檢修結(jié)果：對(duì)此開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行停電檢修后發(fā)現(xiàn)，開(kāi)關(guān)柜1#柜電纜室電纜終端接頭處出現(xiàn)銹蝕及放電痕跡同時(shí)室內(nèi)三相電纜絕緣層有凝露現(xiàn)象并出現(xiàn)絕緣擊穿情況。

結(jié)果分析：對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和檢測(cè)、檢修結(jié)果分析，此柜為半絕緣型開(kāi)關(guān)柜，電纜終端頭接頭處均未采取有效的絕緣措施，開(kāi)關(guān)柜所處環(huán)境空氣濕度較大，造成裸露部位銅芯銹蝕而發(fā)生沿面放電和尖端放電現(xiàn)象，同時(shí)由于此柜施工安裝過(guò)于粗糙，安裝工藝不到位，致使得三相電纜交纏在一起，在電纜扭力的作用下，接觸點(diǎn)電纜絕緣被壓迫變形，隨著電纜運(yùn)行發(fā)熱絕緣熱脹，造成壓迫點(diǎn)絕緣出現(xiàn)裂紋，空氣中水汽得以進(jìn)入絕緣層，而產(chǎn)生絕緣擊穿現(xiàn)象；此柜銹蝕程度不深，可對(duì)全柜裸露銅柱、銅排部位打磨光滑并刷涂絕緣漆進(jìn)行絕緣化改造，對(duì)施工工藝不到位產(chǎn)生的局部放電部位更換電纜絕緣層后重新按要求安裝接線。

4 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)今局部放電檢測(cè)技術(shù)日趨完善，檢測(cè)儀器精度及分析性能越來(lái)越高，這對(duì)開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)應(yīng)用有很大的促進(jìn)作用。但在現(xiàn)實(shí)工作中，檢測(cè)工作中仍存在一些不足之處。主要表現(xiàn)有兩點(diǎn)：①開(kāi)關(guān)柜基數(shù)大，檢測(cè)周期長(zhǎng)。②開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)存在很大的偶然性，檢測(cè)的開(kāi)關(guān)柜中雖然有很多正發(fā)生局部放電，而更多的有局部放電的開(kāi)關(guān)柜卻是沒(méi)有被檢測(cè)到的。為使開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)工作更有成效，仍需對(duì)工作繼續(xù)改進(jìn)，以促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

[1]張雄清，劉黎，金海龍.35kV開(kāi)關(guān)柜局放檢測(cè)異常分析及處理[J].電氣技術(shù)，2013，6.

[2]曾雄杰，江健武，侯俊.TEV和UHF在10kV開(kāi)關(guān)柜帶電檢測(cè)中的應(yīng)用[J].高壓電器，2012，28（1）：41～45.

[3]李海德.基于TEV與超聲波的高壓開(kāi)柜局部放電檢測(cè)方法研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2013.

TM591

A

1004-7344（2016）18-0087-02

2016-6-10

李聞翠（1978-），女，助理工程師，大學(xué)專(zhuān)科，主要從事電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化方面工作。