沈佩琦

(浙江省电力公司舟山定海电力公司,浙江舟山 316000)

浅析开关柜局部放电的检测

沈佩琦

(浙江省电力公司舟山定海电力公司,浙江舟山 316000)

确保开关柜的正常工作,对于维护变电站的安全可靠运行有着至关重要的意义。本文结合TEV技术原理,对开关柜局部放电开展了检测试验,试验数据表明,TEV检测方法可以较为准确的展现开关柜局部放电的严重程度。

开关柜 局部放电 检测 暂态对地电压法

1 前言

我国变电站大量采用了金属封闭式开关柜，开关柜的工作状态直接决定了变电站能否安全、可靠的运行。所以，实时监测开关柜的工作状态、科学预判故障的类型以及检修是确保开关柜长期、可靠和安全运行的关键。据相关研究表明，开关柜故障中，40%的故障是由于载流缺陷和绝缘问题所导致的，主要表现为插头接触不良以及绝缘部分闪络。

现阶段，检查开关柜局部放电的方法有：暂态对地电压法(TEV)、超高频法(UHF)、超声法、射频法(RF)、脉冲电流法(ERA)等。在上述方法中，暂态对地电压法(TEV)拥有较强的抗干扰能力、较高的灵敏度，是一种较为先进的带电检测技术，未来将会在我国变电站得到大规模的应用。但是，现实情况是，由于变电站工作环境有着繁多的干扰源，工作人员所采用的TEV检测手段也较为单一，不利于开关柜局部放电检测工作的开展，制约了TEV检测方法在现场的应用。为此，笔者结合自身工作经验，对TEV方法的深入应用进行了研究探讨，以便能够有效提升开关柜绝缘检测的效果。

2 暂态对地电压法的基本原理

2.1 暂态对地电压法的基本概念

当高压电气设备出现局部放电情况时，放电量通常都向接地金属部位聚集，从而导致对地电流在金属表面上传播。而就内部放电来说，接地屏蔽的内表面聚集了绝大多数的放电量，在屏蔽连接的情况下，无法在设备外部监测到相应的放电信号，然而屏蔽层一般在电缆绝缘终端、垫圈连接和绝缘部位等存在不连续，从而使得局部放电的高频信号会通过其传输至设备屏蔽外壳。所以，局部放电的电磁波会经由气体绝缘开关的衬垫或者金属箱体的接缝处传递，并通过金属表面传递，在此时产生相应的对地暂态电压脉冲信号。著名学者DR.John Reeves于1974年最先发现暂态对地电压现象。

2.2 TEV的技术原理

通常情况下，10KV单芯电缆的阻抗数值为10Ω左右，35KV金属外壳母线室的阻抗数值为70Ω左右，其局部放电会导致100mA的弱电脉冲电流，持续时间为10us，而同时在设备金属外壳会产生1-7V左右的对地电压。电流、电压脉冲会经由开关柜金属外壳传播，再通过外表面向大地传播。现阶段，我国基本上通过电容性检测器来对放电脉冲进行检测。

3 开关柜局部放电检测实践

3.1 针板电极局放电幅值检测

将TEV探头位置进行固定，逐渐增加检测电压(5.5KV到8.0KV)，测量绝对放电相对幅值U1m，观察相对幅值的幅度来判断局部放电的严重程度。

3.2 放电脉冲的跟踪测量

笔者通过PDL1的信号输出功能(即PDL1只对超出触发脉冲的局放信号进行响应，并用固定幅值的数字信号来表示检测到的信号，以表明局部放电信号的存在。

对PDL1的触发脉冲进行调整，获得开关柜局部放电信号的相位关系。

可以发现，正、负半周都存在着局部放电信号的存在，负半周放电出现在200°到340°(即电压峰值的两侧区间)，正半周放电出现在0°到90°(即电压过零点至峰值之间的区间)。将Y值提升至25dB，基本上保持了放电相位区域，但随着放电幅值的增加，显著降低了负半周的放电次数。

通过测量结果可以发现，正半周放电表现出明显的兔耳状(主要发生在零点至峰值之间的区域)，负半周放电主要在峰值附近的低幅值区域出现。该结果同TEV法测量结果保持了一致性，从而证明了TEV测量法能够获得较高准确性的检测数据。

4 结语

开关柜的工作状态直接影响到了变电站的安全运行，因此，必须高度关注开关柜的检测和检修。本文对开关柜局部放电检测进行了相应的研究，发现局部放电信号的相对幅值同施加电压呈现出近似线性关系，证明TEV检测方法可以较为准确的展现开关柜局部放电的严重程度。希望通过本文的研究和探讨，对我国开关柜局部放电检测研究起到抛砖引玉的作用。

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沈佩琦(1977—),男,浙江舟山定海区人,学历：本科,职称：工程师,研究方向：能源电力规划、电网与智能电网规划与研究。