高压开关柜局部放电检测定位技术的应用及改进戴梦麟

高压开关柜局部放电检测定位技术的应用及改进戴梦麟

戴梦麟

(江苏南瑞泰事达电气有限公司江苏省泰州市225300)

摘要：在各类电力系统中，局部放电问题十分常见，在高压用电系统中更为明显且具有较强的破坏性，电能损耗也更大。而本文就主要针对高压开关柜局部放电检测定位技术的应用和改进进行简要的分析，首先介绍了局部放电的现象和危害，之后对应用情况进行了分析，并列举了应用实例进行研究。

关键词：高压开关柜；局部放电检测；应用；改进

引言

在电力系统的发电、输电、配电、电能转换等工作环节中，主要依靠的设备就是高压开关柜，可以实现对电力系统的通断、控制、保护等功能，通常以3.6kV-550kV的电压等级范围为主，通常分为高压隔离开关、接地、高压负荷开关等几个类别。而在高压开关柜运行中出现的局部放电问题，往往会极快绝缘损坏的速度，造成绝缘劣化从而使电力系统的能耗显著的提升。在高压电力系统运行中，对局部放电现象的分析和检测极为重要。

1局部放电现象以及其危害

1.1局部放电现象

在电场作用足够强的情况下，在电力设备的绝缘介质局部范围中所出现的放电现象，称之为局部放电。通常会造成局部短接问题出现在导体间的绝缘部位，引发电力系统的各种损坏。就当前的研究成果来看，在电力系统的固体绝缘空穴、导体和半导体边缘、液体绝缘气泡等位置的气隙部位，是局部放电现象的高发部位。

1.2局部放电现象的危害

在局部放线现象中，在成的危害分为两方面，首先是影响系统设备的绝缘性，加快设备的损耗，其次是对电能资源的过度消耗。在高压开关柜中的，较高的电压会高于空气等介质的击穿场强，从而影响到电力系统中各种构件的绝缘外层，而强大的电压也会使电流的破坏性更强，局部放电现象的出现也会显著的加快绝缘外皮的老化。在电能损耗方面，由于局部放电现象频繁出现，会极大的加剧电能的损耗，经过相关研究人员进行的调查和实验也得出，在局部放电现象出现时，严重的会使电能的损耗增加8%-15%。针对这种情况，电力部门应在工作中对局部放电现象予以重视，并采用科学的检测技术及时掌握局部放电信息，并予以解决。

2常见高压开关柜局部放电检测技术及其应用

2.1TEV检测法及其应用

在高压电力系统中，局部放电现象不仅仅局限在高压开关柜中，多数的高压电气设备都可能发生，并且这一过程会产生电磁波并主要聚集在放电位置周围的金属接地处，并向四周进行传播，放电现象是存在于电力系统内部的，释放的电量也主要在地屏蔽的内表面聚集，很难检测到放电的信号，连续的屏蔽层也进一步的提升了外部检测工作的难度。在实践过程中我们发现，当屏蔽层处于绝缘部位、电缆绝缘终端、垫圈连接处等部位时，其屏蔽效果的连续性会受到较大的影响。而在高压条件下，局部放电的电磁信号频率和电流也更强，可以通过较弱的绝缘层而向设备外围扩散，从而为外部的信号检测提供了条件。目前采用的TEV检测法就是对这种电磁波信号进行采集和检测，当出现局部放电问题后，金属箱体的接缝位置、气体绝缘开关的衬垫就可以作为有效的传播介质，此时所形成的暂态电压也会扩散到地表上，我们称这一电压为暂态对地电压，又称为TEV。而TEV检测法也存在一个严重的缺点，就是受到电磁干扰的情况较为严重，适用条件较为苛刻。

2.2PDL1定位法以及其应用

近年来国外对局部放电问题也越发关注，相关的研究也表示，局部放电的发生位置、激烈程度会在一定程度上影响侦测的难度，通常情况下，局部放电的位置越贴近外围、放电频率越高，信号也越容易发现，这也是PDL1定位法的主要原则之一。在PDL1定位法中，通过相对读书对局部放电活动的描述，可以说是对TEV信号获取能力的进一步强化，当局部放电想象出现在高压开关柜后，针对相关情况就可以使用PDL1定位法进行定量测量，针对不同强度的检测结果，实现对放电发生部位的定位。相关研究显示，在检测局部放电源时，可以借助两根电容耦合探测器的时间差进行，在PDL1定位法中，检测作业就应用了两根电动耦合探测器，利用高频脉冲捕捉放电信号，从而可以确定极大多数的局部放电位置。

2.3其他检测方法

热成像法和声波检测法等也都作为局部放电现象的检测方法，利用声波在介质中的传播速度不同，进行局部放电情况的判断，是声波检测法；利用局部放电带来的热量变化进行检测，就是热成像法。但这两种方法由于实际条件和技术水平的限制，在局部放电现象的检测中应用范围较小。以热成像检测方法为例，设备在运行过程中，局部放电虽然会造成小幅度的热量上升，但对于这种程度的温度变化，通常需要高精度的设备才能捕捉到，检测的难度较。而声波检测法也是一样，电力运行环境十分复杂，周边各种因素也会对声波造成影响，从而使检测的精度无法保证。

2.4实例分析

以我国临汾市电力公司为例，在针对高压开关柜的局部放电检测工作中，主要针对110千伏和220千伏的变电站进行了检测工作。检测工作的具体流程为：首先，确定的局部放电位置，在检测工作中，对容易出现局部放电的位置进行优先选择，比如高压开关柜的套管、侧面板、支撑的绝缘件、母排连接位置、开关等位置。检测所用设备在条件允许的情况下，还可以对电力设备中的母线架桥部位进行检测工作。其次，选择检测方法，在本次实例中所选的检测方法为判据法、分析法、比较法等。其三，分析最终的放电检测成果，110千伏的变电站中高压开关柜的电压为10千伏，当开关柜的前部为23dB，外部为23dB以下时，可以判断开关柜为非放电状态。当在对实际的开关柜进行检查时，如果开关柜受到了较为严重的外界因素影响，或者开关柜的封闭性较弱，就可能会造成放电测量结果与正常值差异较大。而这种差异现象中也大多是由于局部放电现象所造成，对这种高压开关柜，在今后的发电站运行中一定要格外关注，监测放电值的波动，一旦超过安全范围就要及时进行处理，从而确保高压开关柜能够安全稳定的运行。

在对该公司汇中220千伏变电站、35千伏高压开关柜进行局部放电检测工作中，检测结果为外部20dB、后部23dB，这一结果也显示出了，该高压变电柜没有出现放电现象。在对变电站中的高压开关柜进行放电测量的过程中，首先要确定放电测量的部位，其次对放电测量数据进行分析，最终根据分析结果制定相应的保护方案。如果最终的放电分析结果为不放电，则不需要对其进行重点管理，如果放电测量结果为轻微放电，则需要加强对该高压开关柜的管理质量。如果放电测量的结果远远超出了安全放电范围，则需要马上对其进行维修管理。对开关柜进行局部放电检测，能够降低开关柜在运行中发生安全事故的概率，同时提高放电维修的维修质量，最终达到减少电能损失的目的。

结语

从上述分析可知，在变电站工作中，各电力设备构件中普遍存在着局部放电问题，而这一问题通常会造成电力设备的绝缘性逐渐降低，从而加快设备的老化，同时，频繁的放电也会使电力系统的电能消耗极大的增加，造成能源浪费。而高压开关柜作为高压电力系统中的重要组成部分，发挥着重要的控制、通断、保护等作用，一旦出现局部放电问题，更是会直接印象到电力系统的运行，因此，相关工作人员一定对此重视起来，采用科学的放电检测技术，为高压开关柜的正常运行提供保障。

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