黄少敏

（广西电网有限责任公司梧州供电局，广西梧州 543000）

0 引言

高压开关柜以其可靠性强、体积小的特点被广泛应用在电力系统，高压开关柜运行可靠性直接影响供电系统的运行质量。从当前我国配电网系统运行实际情况看，10 kV开关柜内部绝缘缺陷、接触不良等问题时有发生，给开关柜的稳定运行造成了严重的安全隐患。为此，需要相关人员利用先进的技术和软件来检测10 kV开关柜，减少因为开关柜故障出现的局部放电现象，为电力系统的稳定运行提供重要支持。

1 开关柜局部放电检测技术

开关柜局部放电以电磁能量、声能、气体等方式进行能量释放，在科技的支持下，相关人员提出了超声波检测法、光检测法、超高频检测法、电磁波检测法等多种检测方式。开关柜是封闭设备，为了更好地掌控开关柜的运行情况，一些电力单位结合开关柜的使用情况、研究出新的型检测方式，如超声波检测法和暂态地电波检测方法和超高频检测技术。

1.1 超声检测方法

超声检测方式是基于局部放电现象出现时机械信号的发出原理所提出的一种检测方式。从实际情况分析，超声波信号检测具备良好的抗电磁干扰性能和空间定位性能，且应用超声波检测方法还体现其分类和识别局部放电的能力，实现对电力系统绝缘情况的细化评估。

10 kV开关柜局部放电和声发射现象同时发生，产生的各个声波在多个频段都有散射体现，散射赫兹大小不一致，声音经过不同介质传播时会发生不同的反射和折射现象。在10 kV开关柜内部出现放电时，局部放电伴随的声波信号传递到开关柜表面，在开关柜外部安装的超声波检测装置能实现对声音的辨别分析。其中，接收器是超声波检测的重要部件，能将局部放电产生的超声波集中到还能元件中，之后在还能元件的作用下将超声波转变为具有一定频率的电信号，根据超声波局部放电原理，接收频率＞20 Hz的信号并将其转换为电信号，结合特征量对绝缘缺陷的影响判断表征局部放电特点。

1.2 暂态地电波检测技术

暂态地电波检测是一种新的检测技术，能在开关柜稳定运行的情况下应用。应用暂态地电波检测技术能及时发现开关柜的绝缘缺陷，采取有针对性的检修对策，确保变电站的稳定运行。开关柜出现局部放电时，在电势的作用下，电场能量被聚集到接地点临近的接地金属部位，在开关柜金属表面出现对地电流。

开关柜对地绝缘部位出现局部放电时，高压带电导体与接地金属之间出现少量的电容性放电电量，放电会短暂停留一段时间，高压设备出现内部放电时，接地屏蔽的内表面会累集大量放电量，在电磁兼容原理的作用下，金属箱体能实现电磁波的对外辐射。

结合暂态对地电压传播的影响，距离放电地点越近的区域够获得的检测分贝越大，因而可以通过多次检测分析来确定开关柜内部放电源的最终位置。但由于内部反射的衰减的程度不同，因而依靠多个位置和测量来确定幅值是不准确的。经过一系列研究之后，最终确定应用时间来确定开关柜的位置。

1.3 超高频检测技术

超高频检测技术指通过超高频传感器对电力设备中局部放电产生的超高频信息进行综合检测、分析。结合10 kV开关柜的运行情况，在其发生局部放电现象时会产生300 Hz～3 GHz的电磁波。应用超高频检测技术能减少外界电晕对现场操作的影响。另外，超高频检测技术还具备较强的抗干扰性能和较强的灵敏度，在使用过程中能实现局部放电检测和绝缘缺陷识别。

2 10 kV开关柜局部放电检测技术应用

某110 kV变电站10 kV开关柜3号10 kV电容器开关柜出现局部放电现象，应用特高频法、超声波法、暂态方法等进行检测，检测分析如下：

（1）10 kV开关柜超高频检测结果分析。应用特高频法检测10 kV开关柜，发现3号电容器开关柜体现出明显的特高频信号。放电信号在工频相位的正、负半周都有体现，总体分布呈现出一定的对称性，且临近信号的时间间隔基本保持一致，信号脉冲数量较少，数值浮动较大，最高达到64 dB。应用超声波法检测10 kV开关柜没有发现异常信号。

（2）暂态对地电压法检测结果的影响。应用暂态对地电压法测试10 kV开关柜进行检测，检测结果显示开关柜暂态对地电压幅值的影响在15 dB左右，没有出现其他异常现象。

3 10 kV开关柜局部放电类型分析

（1）抗干扰说明。特高频法、超声波法在使用的过程中对周围环境的噪声、移动电话、振动信号会产生不同程度的干扰，为此，在检测发现数据信号出现异常之后需要采取有效措施排除干扰影响。在测试过程中，高压室内禁止有其他人员走动，为确保检测数据信息的精准，应及时关闭日光灯、移动电话。

（2）图谱分析。结合周期性的图谱变化，发现在1个工频周期内出现1簇多根脉冲信号，每簇单根信号之间的间距基本相等，信号出现的频率基本稳定，在信号最大数值幅为2.64 V时，可以判断出信号是悬浮类型的局部放电信号。

（3）局部放电信号的定位分析。①横向定位分析。特高频传感器位置和定位基本波形基本保持一致，证明信号出现2个传感器中间的平面上；②局部放电信号的垂直定位分析。特高频传感器位置和定位波形基本保持一致，说明信号体现在2个传感器中间的平面上；③局部放电信号深度分析。特高频传感器位置及其波形定位存在密切关联，在波形为1.8 ns时，柜子深度为1.5 m，放电源距离传感器18 cm，柜后的特高频信号超过柜前的特高频信号。

（4）解体验证。①停电前检测。用特高频法检测局部放电信号，特高频信号异常情况和测试之前的结果一致；②停电后测试。用特高频再次检测方法进行检测，通过检测证明放电信号来自后柜的电缆仓，和之前的测试结论一致；③柜内螺丝紧固后带电测试。柜内螺丝禁锢后，用特高频方法检测信号出现异常，证明局部放电是设备元件螺丝松弛导致；④电缆拆掉后的送点测试。电缆拆除后，用特高频法再次检测，发现特高频信号出现异常现象，分析发现这类现象出现的原因是电缆接头连接不合理。

4 结束语

局部放电检测是电力设备绝缘的重要试验项目，同时，局部放电量参数也是评判电力设备的重要指标。开关柜超声波、暂态地电波、超高频检测技术是开关柜局部放电检测的重要方法，为此，需要相关人员结合10 kV开关柜运行的实际情况选择适合的放电检测技术形式，选择适合的局部放电检测技术能更好地了解开关柜的运行情况，为变电站绝缘检测工作提供更多支持。