周迅 錢昊 魏澤民

摘 要：近年來(lái)，電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展迅猛，電力企業(yè)的供電可靠性也隨之提高，很少出現(xiàn)停電、限電的情況。其中，配電網(wǎng)作為直接連接電力用戶的供電系統(tǒng)，在提高供電可靠性方面同樣功不可沒(méi)。本文簡(jiǎn)要介紹了配電網(wǎng)中最重要的電力設(shè)備——開(kāi)關(guān)柜的局部放電帶電檢測(cè)方法，分析了一起35 kV開(kāi)關(guān)柜沿面放電缺陷的產(chǎn)生原因和處置過(guò)程，并且最終送電后，缺陷消除，一切正常，從而成功避免了事故的發(fā)生，提高了供電可靠性。

關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)柜;帶電檢測(cè);沿面放電

中圖分類號(hào)：TM591 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）18-0032-03

Abstract： In recent years， the construction of power grids has developed rapidly， and the reliability of power supply of electric power companies has also improved， and power outages and curtailments have rarely occurred. Among them， the distribution network， as a power supply system that directly connects power users， also plays an important role in improving the reliability of power supply. This paper briefly introduced the most important power equipment in the distribution network-the partial discharge detection method of the switchgear， analyzed the cause and disposal process of a 35 kV switchgear surface discharge defect， and after the final power was transmitted， the defect was eliminated and everything is normal. Thus， accidents have been successfully avoided and the reliability of power supply has been improved.

Keywords： switch cabinet;live detection;creeping discharge

1 開(kāi)關(guān)柜帶電檢測(cè)

為了提高供電可靠性，減少設(shè)備停電的時(shí)間，帶電檢測(cè)電力設(shè)備的方法應(yīng)運(yùn)而生。帶電檢測(cè)，顧名思義就是在電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，判斷其健康狀況，并給出合理的處理措施[1]。其中，開(kāi)關(guān)柜帶電檢測(cè)的方法主要有紅外測(cè)溫法、暫態(tài)地電壓法（Transient Earth Voltage，TEV）、超聲波檢測(cè)法（Acoustic Emission，AE）和特高頻檢測(cè)法（Ultra High Frequency，UHF）等[2]。

當(dāng)運(yùn)行的開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部出現(xiàn)故障，產(chǎn)生局部放電時(shí)，通常伴隨著聲、磁、熱效應(yīng)。不同的開(kāi)關(guān)柜帶電檢測(cè)方法是通過(guò)檢測(cè)不同的伴隨效應(yīng)來(lái)判斷內(nèi)部是否發(fā)生故障的。紅外測(cè)溫法是通過(guò)紅外熱成像的方法，檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜的柜面溫度是否存在異常、是否高于同條件的正常運(yùn)行開(kāi)關(guān)柜，從而來(lái)判斷是否存在內(nèi)部故障[3]。通常情況下，如果柜內(nèi)發(fā)生局部放電，產(chǎn)生的熱量傳遞到柜體表面引起溫度變化時(shí)，故障已然相當(dāng)嚴(yán)重了。暫態(tài)地電壓法是通過(guò)專用的傳感器檢測(cè)局部放電時(shí)產(chǎn)生在柜體表面的地電波，從而判斷開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部是否發(fā)生故障。超聲波檢測(cè)法則是通過(guò)檢測(cè)局部放電時(shí)產(chǎn)生的機(jī)械聲波進(jìn)行開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部故障判斷的[4]。特高頻檢測(cè)法通過(guò)特高頻傳感器檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)產(chǎn)生的特高頻電磁波，以判斷是否發(fā)生內(nèi)部故障[5]。

2 開(kāi)關(guān)柜帶電檢測(cè)流程

2.1 儀器準(zhǔn)備

采用上海華乘科技公司PDS-T90儀器開(kāi)展帶電檢測(cè)。

儀器檢查：檢查各配件是否齊全（包括主機(jī)、信號(hào)調(diào)理器、特高頻傳感器、超聲波傳感器、耳機(jī)、傳輸線等），以及主機(jī)開(kāi)機(jī)電量是否充足。

儀器工況檢查：檢查主機(jī)和信號(hào)調(diào)理器的連接是否正常，主機(jī)各功能是否正常，界面切換是否正常。

儀器自檢：主機(jī)各功能正常后，對(duì)儀器進(jìn)行自檢，待自檢正常后，進(jìn)入對(duì)應(yīng)的檢測(cè)模式。

背景噪聲檢測(cè)：在進(jìn)行背景噪聲檢測(cè)之前，要排除干擾源，例如，關(guān)閉風(fēng)機(jī)、關(guān)閉水銀燈、避免現(xiàn)場(chǎng)人員走動(dòng)等。待干擾源排除之后，手持傳感器，背對(duì)開(kāi)關(guān)柜，間隔0.5 m左右，測(cè)量環(huán)境背景噪聲，并保存圖譜。

2.2 開(kāi)始檢測(cè)

準(zhǔn)備工作完成后，開(kāi)始對(duì)待測(cè)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。采用非接觸式超聲波傳感器進(jìn)行檢測(cè)，選取開(kāi)關(guān)柜的柜門縫隙處、散熱口處和觀察窗縫隙處等位置進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)點(diǎn)要分布在開(kāi)關(guān)柜前柜門中部和下部，后柜門的上部、中部和下部等。對(duì)于兩端的開(kāi)關(guān)柜，還需要測(cè)量側(cè)面的散熱孔位置。如果檢測(cè)到明顯大于背景噪聲的異常信號(hào)，可以向四周移動(dòng)傳感器，尋找信號(hào)幅值最大的點(diǎn)。此外，通過(guò)調(diào)節(jié)增益等級(jí)和降噪等級(jí)等參數(shù)，使異常信號(hào)最大點(diǎn)的相位圖和波形圖能清晰完整地顯示，保存信號(hào)最大點(diǎn)處相應(yīng)的幅值圖譜、相位圖譜和波形圖譜。開(kāi)關(guān)柜帶電檢測(cè)流程如圖1所示。

2.3 異常分析流程

將檢測(cè)到的異常信號(hào)、背景噪聲信號(hào)與相同條件開(kāi)關(guān)柜的相同位置處信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，有條件的還需要與檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。判斷信號(hào)是來(lái)自于設(shè)備內(nèi)部，并且異于其他正常運(yùn)行設(shè)備。

根據(jù)檢測(cè)和保存的相應(yīng)圖譜，分析異常信號(hào)的頻率成分、波形圖等信息，對(duì)照四種局部放電信號(hào)（電暈放電、懸浮放電、沿面放電、氣隙放電）對(duì)應(yīng)的典型圖譜，初步判斷信號(hào)的放電類型[6]。

將所保存的信號(hào)圖譜從儀器導(dǎo)出，生成報(bào)告，按照所處開(kāi)關(guān)柜的設(shè)備編號(hào)進(jìn)行命名（例如，10 kV某開(kāi)關(guān)柜后柜、左上），并對(duì)信號(hào)進(jìn)行異常分析，完成分析報(bào)告，如圖2所示。

3 某35 kV開(kāi)關(guān)柜沿面放電缺陷分析

2021年3月27日，對(duì)某110 kV變電站內(nèi)35 kV開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行超聲波檢測(cè)，在3574麻鹿開(kāi)關(guān)柜發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)。利用超聲波檢測(cè)，在開(kāi)關(guān)柜后右側(cè)下部散熱孔處檢測(cè)到最大值，根據(jù)圖譜判斷此處柜內(nèi)存在沿面放電現(xiàn)象，最大幅值約27 dB;特高頻檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)異常信號(hào)，判斷信號(hào)來(lái)自A相電纜附近。因測(cè)值大于15 dB，建議盡快停電進(jìn)行檢查處理，消除安全隱患。

3.1 超聲波檢測(cè)

超聲波檢測(cè)結(jié)果如圖3所示。

從圖3可知，超聲波圖譜具有局部放電特征，放電信號(hào)在正負(fù)半周均會(huì)出現(xiàn)，并且波形較寬，具有一定的對(duì)稱性。根據(jù)波形圖譜和相位圖譜判斷放電類型為沿面放電，最大幅值約27 dB。圖4為超聲波檢測(cè)到異常信號(hào)的設(shè)備位置，后柜右下部位。

3.2 特高頻檢測(cè)

特高頻PRPS&PRPD圖譜見(jiàn)圖5。從圖5可知，3574麻鹿開(kāi)關(guān)柜特高頻無(wú)相位相關(guān)性，雜散分布，幅值較小，特高頻檢測(cè)無(wú)異常。

綜合以上數(shù)據(jù)分析：開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部存在沿面放電，局放源定位于開(kāi)關(guān)柜電纜倉(cāng)內(nèi)A相附近。

2021年4月29日，××市供電公司對(duì)35 kV 3574麻鹿開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行停電檢修，在柜后下部電纜倉(cāng)內(nèi)A、B、C三相電纜與柜內(nèi)一角鋼接觸位置均發(fā)現(xiàn)有很明顯的放電痕跡，現(xiàn)場(chǎng)照片如圖6所示。

現(xiàn)場(chǎng)將三相電纜的出線部分噴涂絕緣材料做強(qiáng)化絕緣，并使用絕緣熱縮套對(duì)電纜進(jìn)一步做絕緣保護(hù)?；謴?fù)送電后再次進(jìn)行超聲波檢測(cè)，結(jié)果顯示無(wú)異常，放電現(xiàn)象消失。

4 結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)單介紹了開(kāi)關(guān)柜帶電檢測(cè)的技術(shù)手段和異常診斷、分析流程，并利用超聲波帶電檢測(cè)方法發(fā)現(xiàn)一起35 kV開(kāi)關(guān)柜沿面放電缺陷，最終停電拆解后驗(yàn)證判斷正確，成功避免了一起開(kāi)關(guān)柜事故發(fā)生，提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和可靠性，降低了用戶停電的風(fēng)險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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