李新潔

摘 要：高壓開關(guān)柜安全穩(wěn)定運(yùn)行對供電可靠性的保障有著極其重要的作用。采用局部放電帶電檢測的方法可對其內(nèi)部的絕緣缺陷進(jìn)行早期的發(fā)現(xiàn)和跟蹤，并能完成缺陷類型的判別和放電源的定位。文章通過技術(shù)原理、方法介紹和案例分析，說明了現(xiàn)場作業(yè)中對異常信號的發(fā)現(xiàn)、典型圖譜的識別以及缺陷部位的確定等具體步驟的實(shí)施以及開展此項(xiàng)工作的注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：開關(guān)柜；局部放電；暫態(tài)地電壓；超聲波；特高頻

前言

目前電力系統(tǒng)中高壓開關(guān)柜多用于35kV、10kV系統(tǒng)，主要是面向用戶單位和居民生活的重要電網(wǎng)電源，一旦出現(xiàn)故障，對系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行與可靠供電和社會穩(wěn)定將造成很大影響。因此開關(guān)柜設(shè)備的安全可靠運(yùn)行具有十分重要的意義。

1 開關(guān)柜設(shè)備局部放電缺陷概述

高壓開關(guān)柜受設(shè)計(jì)、制造、安裝和運(yùn)行維護(hù)方面不同程度的影響，由于污穢、絕緣薄弱、固定元件松動、局部場強(qiáng)集中、受潮等原因常引發(fā)事故。主要表現(xiàn)為外絕緣對地閃絡(luò)擊穿，內(nèi)絕緣對地閃絡(luò)擊穿，相間絕緣閃絡(luò)擊穿，雷電過電壓閃絡(luò)擊穿，絕緣件閃絡(luò)、擊穿等。開關(guān)柜絕緣事故原因分析主要有以下方面：

（1）絕緣距離不足：爬距和空氣間隙不足是開關(guān)柜發(fā)生絕緣損壞事故的根本原因。例如一些廠家的手車柜，為了縮短柜體尺寸，大幅度減小柜內(nèi)帶電部分的相間或?qū)Φ鼐嚯x，而保證絕緣強(qiáng)度的措施卻不能達(dá)到要求。

（2）制造工藝不良、安裝質(zhì)量差：制造工藝及安裝質(zhì)量對開關(guān)柜整體絕緣水平有很大的影響。例如局部金屬件的尖端處理不良，造成局部場強(qiáng)集中；柜內(nèi)設(shè)備間距不符合設(shè)計(jì)要求，螺絲等緊固件松動等。

（3）運(yùn)行環(huán)境條件的影響：開關(guān)柜運(yùn)行的環(huán)境條件不理想是導(dǎo)致開關(guān)柜發(fā)生絕緣閃絡(luò)的主要原因。發(fā)生污閃的主要條件是：“污”和“濕”。對于室內(nèi)開關(guān)柜設(shè)備，污的影響相對較小，但一些地區(qū)或一些變電站所處的地理位置特殊，空氣濕度較高，如不采取及時有效的除濕手段，開關(guān)柜內(nèi)絕緣件表面水汽凝結(jié)會導(dǎo)致爬電和閃絡(luò)。

局部放電是指發(fā)生在電極之間但并未貫穿電極的放電，這些微弱的放電產(chǎn)生累積效應(yīng)會使絕緣的介電性能逐漸劣化、缺陷擴(kuò)大，最后導(dǎo)致整個絕緣擊穿。局部放電對絕緣的破壞作用是一個緩慢發(fā)展的過程，但后期發(fā)展速度快，對運(yùn)行中的高壓電氣設(shè)備是一種潛在威脅。

2 開關(guān)柜設(shè)備局部放電檢測的方法及原理

停電例行試驗(yàn)項(xiàng)目對開關(guān)柜內(nèi)部絕緣放電缺陷有一定的檢測能力，可通過進(jìn)行絕緣電阻、交流耐壓等試驗(yàn)手段對開關(guān)柜內(nèi)部絕緣性能進(jìn)行檢驗(yàn)。但由于設(shè)備運(yùn)行周期長，停電困難等原因，對于在運(yùn)行過程中逐步發(fā)展的和運(yùn)行周期內(nèi)積累爆發(fā)的絕緣缺陷和故障，停電例行試驗(yàn)是無法起到作用的。鑒于此，近幾年，開關(guān)柜局部放電帶電檢測項(xiàng)目在系統(tǒng)中逐步開展，并對設(shè)備的運(yùn)行起到了一定的作用。

2.1 高壓開關(guān)柜設(shè)備局部放電帶電檢測的特點(diǎn)

2.1.1 具有早期預(yù)見性診斷作用

開關(guān)柜絕緣故障帶電檢測，能夠在開關(guān)柜正常運(yùn)行的條件下檢測其絕緣狀況，及時發(fā)現(xiàn)早期的絕緣缺陷，避免重大絕緣事故。

2.1.2 為針對性停電維護(hù)缺陷間隔提供支撐

借助開關(guān)柜絕緣故障帶電檢測，可以有的放矢地進(jìn)行缺陷間隔的維護(hù)，避免盲目的停電維修，從而提高開關(guān)柜設(shè)備的狀態(tài)檢修質(zhì)量。

2.1.3 現(xiàn)場實(shí)施方便，安全高效，可持續(xù)跟蹤監(jiān)測

對于開關(guān)柜內(nèi)部存在的早期放電類絕緣缺陷可進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，觀察缺陷的發(fā)展情況，可為合理安排消缺的生產(chǎn)準(zhǔn)備和停電計(jì)劃時間提供依據(jù)。確保電力用戶用電的時效性，滿足電力用戶的供電需求。

2.1.4 具有絕緣故障帶電檢測的定位功能

能夠彌補(bǔ)常規(guī)檢測方法不能定位的不足，極大地方便故障點(diǎn)和干擾源的查找，避免反復(fù)的停電拆卸和檢修，提高修試效率。

2.2 高壓開關(guān)柜設(shè)備局部放電帶電檢測的方法及原理

2.2.1 暫態(tài)地電波檢測（TEV）

局部放電時電流行波在不連續(xù)的金屬斷開或絕緣連接處產(chǎn)生的暫態(tài)地電壓（Transient Earth Voltage），在金屬柜體表面采集該信號輸入到檢測設(shè)備內(nèi)部經(jīng)處理后，可得到開關(guān)柜局部放電的放電強(qiáng)度、重復(fù)率等特征參數(shù)。

2.2.2 超聲波檢測（Ultrasonic）

使用開放式超聲波傳感器，通過檢測放電所產(chǎn)生的超聲波信號，將被接收的信號轉(zhuǎn)換成可判別的信號，使用者通過分析耳機(jī)中傳來的放電聲音以及顯示屏上聲壓的大小來判斷設(shè)備是否存在放電現(xiàn)象。

2.2.3 特高頻檢測法（UHF）

通過UHF傳感器對開關(guān)柜設(shè)備內(nèi)部局放產(chǎn)生的超高頻（0.3-3GHz）信號進(jìn)行檢測，具有較高的靈敏度和抗干擾能力，可實(shí)現(xiàn)局放帶電檢測、定位、故障類型判斷等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)場可利用開關(guān)柜上接縫或者其他非金屬屏蔽部位實(shí)施。

考慮到放電類型能量的釋放形式不同、各種檢測方法的實(shí)用性與靈敏度也存在差異。因此，在對開關(guān)柜局部放電檢測過程中，可將上述檢測手段綜合應(yīng)用。

3 開關(guān)柜設(shè)備局部放電檢測缺陷注意事項(xiàng)

（1）應(yīng)積極開展運(yùn)維一體化的推進(jìn)實(shí)施工作，運(yùn)維人員在日常巡視中可采用局放巡檢裝置對轄區(qū)設(shè)備進(jìn)行帶電檢測巡檢，以提高設(shè)備異常信號的檢出率。

（2）應(yīng)制定并嚴(yán)格執(zhí)行每年階段性的局部放電帶電檢測計(jì)劃，

以確保設(shè)備的絕緣狀態(tài)可控在控。歷次檢測數(shù)據(jù)應(yīng)建檔管理，開關(guān)柜設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖應(yīng)保存完善，以便對異常數(shù)據(jù)分析定位時提供依據(jù)。

（3）現(xiàn)場檢測時應(yīng)注意排除外部放電源的干擾，避免內(nèi)部缺陷放電源定位出現(xiàn)失誤。對已檢出的放電缺陷應(yīng)正確判別缺陷性質(zhì)，及時合理安排消缺計(jì)劃，防止設(shè)備缺陷發(fā)展擴(kuò)大導(dǎo)致的絕緣故障。

（4）開關(guān)柜設(shè)備交接試驗(yàn)的交流耐壓試驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施時，可在運(yùn)行電壓下同步進(jìn)行局部放電帶電檢測試驗(yàn)，以確保設(shè)備內(nèi)部絕緣組件的健康水平。

4 結(jié)束語

隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，負(fù)荷側(cè)對于供電可靠性的要求不斷提高，開關(guān)柜類設(shè)備作為供電電源側(cè)的主要電氣設(shè)備在電網(wǎng)中扮演著極為重要的角色，對于這類設(shè)備的安全運(yùn)行也有著更高的要求。目前，對于各類設(shè)備帶電檢測已經(jīng)有了較多的手段，而開關(guān)柜局部放電帶電檢測這一技術(shù)的推廣實(shí)施，對保障系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行以及設(shè)備絕緣狀態(tài)的評估起著越來越重要的作用。伴隨著這項(xiàng)檢測技術(shù)的發(fā)展和成熟，我們還須要對檢測方法、缺陷判別、精確定位等方面做更多的探索和研究。

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