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10kV配网开关柜局部放电带电检测应用实践研究

2017-01-12黄庆荣

山东工业技术 2016年24期
关键词:开关柜超声波局部

黄庆荣

摘 要:10kV配网开关柜在整个配网系统中占据重要地位,运行质量关系到配网安全,开关柜运行中存在局部放电现象,需要采用有效的检测技术进行检测。本文主要分析了超声波技术以及TEV技术在开关柜局部放电带电检测中的应用。

关键词:10kV 配网开关柜;局部放电;带电检测;应用

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.24.157

0 引言

配网带电检测最为常用的技术包括:红外检测技术,然而,该检测技术不适合开关柜的局部放电检测,必须采用科学的监测技术和方法。超声波与TEV技术作为新兴监测技术,应用于配网开关柜局部放电检测,能够收到预期的监测成效,控制故障和问题的出现。

1 10kV配网开关柜局放带电检测技术

局部放电长期得不到处理会带来多种危害,例如:绝缘介电性能下降,绝缘击穿等,常见的局放检测技术如下:

1.1 超声波检测技术

配网开关柜局部放电时将出现声波,而且其频谱较宽,一般达到上兆赫兹,而且频率<20kHz时就可以被清楚地听到,相反,频率>20kHz时,则无法被人听到,需要借助超声波检测器进行识别,通常来说,声音能量会随着局放能量的上升而升高。实际的超声波仪器在局放测试中的流程如图1所示。

1.2 TEV检测原理

开关柜发生局放时,通常所释放的电量会集中于和放电部位较近的接地金属上,会产生一定量的电磁波,朝着多个方向传递,如果是内部放电,放电量则多数集中于接地屏蔽内部。一般来说,特殊部位,例如:绝缘体和垫圈相连位置,电缆绝缘终端等处的屏蔽层可能损坏,从而使得高频电磁逐渐向设备外传递,来自于放电处的电磁波也能凭借金属箱体接缝以及绝缘开关等向外传输,对应将出现暂态电压,会传输至地下,其名称为:TEV,其检测图示如图2所示。

其信号会受到现场设备电压大小、测量位置等的影响,各类高压设备瞬间对地电压数据库,凭借TEV来分析各类电气设备的局放量。由于TEV将受到各类因素干扰,一般用相对读数来分析测试结果,从而对局放程度加以判断,TEV和dB有下面的关系:

1dB=20log(1mV)

TEV测量法有着自身的优势,这种优势主要体现为:检测方便,能够实现带电检测,检测的适应性强,具有一定的灵活度、灵敏度,有着超强抵御干扰的能力,通常不会因为外界因素的干扰而影响检测效果,可以对故障实施高效定位、分析,进而收到更加精准、科学的数据信息,更为高效、灵活地监测到局部放电。

2 10 kV 配网开关柜局部放电带电检测应用实践

2.1 TEV检测技术的应用

不同电压等级的配网,其开关柜局部放电量有所差异,10kV的局放量相对较小,如果众多的开关柜在同一时间发生放电,则可能导致系统的瘫痪,要想积极确保开关柜的高效运行,则应该将TEV检测技术应用于配网系统,具体需要达到以下条件:首先,按照特定时间来测试设备,所选测试仪要具备局部放电测试功能,而且方便操作,根据现实情况创建一个设备状态数据库,利用该数据库实现异常数据的检测、分析。其次,每隔一个星期来对发生故障的电气设备实施二次检测,参照现实的检测信息来创建档案数据库,同样,来对设备实施故障定位与监测。再次,按照预先设定的停电计划,保证电网能够始终处于安全、平稳工作状态,同时,也要对设备中的相关数据、信息等加以深入分析与总结,对状态等加以更新调整。

2.2 测试点的定位与科学测试

(1)测试点的定位。对于开关柜测试点的定位第一步需找准链接位置,而且要明确穿墙套管、绝缘支撑等的现实运行状态,也要对断路器、电缆接头的局部放电加以观察,传感器的安装部位一般有严格规范,检查其是否达标。一般来说测试点应该选择距离观察窗较近,而且同通风百叶类似的金属面板中,实际的测试也需要密切查找窗上下测试中相关数据的变化。(2)测试过程。科学测试背景值,通过观察和聆听开关柜以及其他金属设备等发出的声音来进行判断,按照TEV测试的相关规定,将TEV测试仪探头靠近开关柜,深入分析并理解测试中的数据,同时将其记录下来,确保数据处于正常状态。测试中需要严格抵御各类因素的扰动,要将一切可能性干扰因素排除在外,例如:手机关机、风扇关掉。TEV测试以后,需要进行背景数据读取,这必然需要超声波测试仪的运用。

3 检测结果

配网开关柜在现实的检测操作中可能出现各种问题,例如:数据超出合理范围,开关柜的运行数据严重超标现象极为常见,在超声波检测技术的检测下,能够更为真实、清晰地掌握配网开关柜局部放电情况,从而更加清晰地掌握超声波的变化状态。利用TEV检测技术来深入检测其局部放电,并采取了科学的处理措施,有效缓解了配网开关柜局部放电的故障威胁,收到了预期的检测效果,具有相对明显

的优点。总体来看,TEV测量技术能够更加精准地监测到开关柜的局放现象,从而提升电网的运行效率,维护配网的安全,属于相对经济实际又安全的检测技术。

4 数据分析

检测过程中,可以尝试下面的数据判断法:第一,如果开关室TEV背景数值和测试数均小于20dB,则意味着开关设备处于常规状态。第二,当发现TEV背景值<10dB,一部分开关柜测出的数据也处于20到30dB,则要严加注意开关柜,分析其未来的发展趋势,如果数值小于10dB,测试数据在30dB以上,意味着开关柜存在局部放电问题,则适合引入定位技术来深入分析放电现象,尝试对其定位观察。当测试值和背景值均大于30dB,而且开关柜也未有任何峰值,则需要采用定位技术分析信号的源头,当锁定该信号来自于开关柜时则要采取措施加以处理。当发现开关柜超声波数据幅值处于6-20dB,则意味着开关中有局部放电现象,可以尝试复测。在数据分析的基础上,也要根据设备的具体性质、种类来实施对比对照,具体对照、比较他们的周期性数据,以及变化幅度,变化幅度大于10dB则应该集中注意,要深入观察周围有无干扰性信号,以及深入检查开关柜有无问题和缺陷。

5 总结

采用超声波技术以及TEV技术进行高压开关柜放电检测,能够收到预期的检测效果,同普通的检测技术对比有着一定的优势和优点,能够全面提高检测效率,而且测试效果也更为简单、直接。这两项技术的应用能够为开关柜设备的状态检修创造有利条件,提供科学的数据支持,从而从长远维护开关柜的安全运行。

参考文献:

[1]邱昌容,王乃庆主编.电工设备局部放电及其测试技术[M].机械工业出版社,1994.

[2]冯允平编.高电压技术中的气体放电及其应用[M].水利电力出版社,1990.

[3]王昌长,李福祺,高胜友编著.电力设备的在线监测与故障诊断[M].清华大学出版社,2006.

[4]邓海.10kV配网开关柜局部放电的声电联合检测研究[J].电工技术,2012(02).

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