于臻

摘要：通過對(duì)高壓開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)開展分析，了解其內(nèi)部有多個(gè)電氣設(shè)備。本文提出了暫態(tài)地電壓檢測(cè)原理、特高頻檢測(cè)原理，對(duì)參考經(jīng)驗(yàn)判據(jù)法、比較法、曲線分析法等局部放電判定方法進(jìn)行了論述，并以避雷器為例，對(duì)局部放電檢測(cè)進(jìn)行了探究，以便提升檢測(cè)的有效性，為關(guān)注這一類話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜;電氣設(shè)備;局部放電

引言：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)，人們生活水平日益提高，不僅對(duì)電量的需求增加，而且對(duì)供電質(zhì)量提出了高要求。高壓開關(guān)柜是主要電氣設(shè)備之一，當(dāng)前在很多變電站得到有效應(yīng)用，對(duì)供電系統(tǒng)運(yùn)行具有重要影響。但高壓開柜內(nèi)部電氣設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)期運(yùn)行中，比較容易形成絕緣劣化，因此有必要對(duì)其局部放電特性進(jìn)行檢測(cè)。

一、高壓開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)

金屬柜體是高壓開關(guān)柜的主要構(gòu)造，其內(nèi)部有多個(gè)設(shè)備。例如，互感器、接觸器、斷路器、接地開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)等。該金屬柜體主要有兩種形式，一種是半封閉式的金屬柜體，另一種是全封閉的金屬柜體。由于多個(gè)設(shè)備聚集在一個(gè)金屬柜體中，所以其占地面積是比較小的，結(jié)構(gòu)也相對(duì)緊湊，有利于縮短施工工期。在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，高壓開關(guān)柜發(fā)揮著重要作用，不僅能夠有效接收電能，而且還能夠進(jìn)行電能分配。

二、高壓開關(guān)內(nèi)部電氣設(shè)備局部放電特性的檢測(cè)方法

（一）局部放電檢測(cè)原理

通過對(duì)高壓開關(guān)柜內(nèi)部電氣設(shè)備局部放電情況觀察和分析可知，其發(fā)電過程中，會(huì)出現(xiàn)一些物理現(xiàn)象。如，光的物理現(xiàn)象、聲的物理現(xiàn)象等。因此，在進(jìn)行局部放電特性的檢測(cè)中，需要都物理量進(jìn)行檢測(cè)，并科學(xué)的進(jìn)行特征量的提取，以便為其局部放電現(xiàn)象的分析提供有利條件，也能為絕緣狀態(tài)評(píng)估工作奠定良好的基礎(chǔ)。其具體的檢測(cè)原理主要有以下幾個(gè)：

第一，特高頻檢測(cè)原理?；谠撛磉M(jìn)行高壓開關(guān)柜內(nèi)部電氣設(shè)備局部放電特性的檢測(cè)，需要充分發(fā)揮特高頻傳感器的作用。主要是因?yàn)樘馗哳l傳感器能夠?qū)植糠烹娺^程中出現(xiàn)的特高頻電磁波信號(hào)開展有效的檢測(cè)，為其放電特性分析提供依據(jù)，并能夠獲取和明確局放信號(hào)的幅值、相位等重要信息[1]。特高頻檢測(cè)原理是高壓開關(guān)內(nèi)部電氣設(shè)備局部放電特性檢測(cè)的主要原理之一，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的檢測(cè)效果。主要是因?yàn)樘馗哳l信號(hào)傳輸?shù)穆窂奖容^特殊，一種路徑是從觀察孔傳出的，另一種路徑是從柜子縫隙傳出的，基于特高頻檢測(cè)原理的檢測(cè)方法具有較強(qiáng)的抗干擾能力，并且能夠進(jìn)行精準(zhǔn)的定位，所以可以有效的進(jìn)行特高頻電磁波信號(hào)檢測(cè)。

第二，暫態(tài)地電壓檢測(cè)原理。暫態(tài)地電壓檢測(cè)原理近年來被廣泛應(yīng)用在局部放電檢測(cè)中，具有外界干擾信號(hào)少的特點(diǎn)，有利于提升在線檢測(cè)的靈敏度與可靠性。在高壓開關(guān)內(nèi)部設(shè)備局部放電中，該原理主要是借助電容耦合測(cè)出局部放電產(chǎn)生的脈沖和幅值，有利于提升檢測(cè)的效率與質(zhì)量。

（二）局部放電判定方法

近年來，隨著電力事業(yè)的蓬勃發(fā)展，高壓開關(guān)柜的應(yīng)用也越來越廣泛，為了充分發(fā)揮高壓開關(guān)柜內(nèi)部電氣設(shè)備的作用，加大了局部放電檢測(cè)方法的研究力度。在新時(shí)期，新的局部放電檢測(cè)方法層出不窮。其中，最常用的檢測(cè)方法有三種，一是曲線分析法，二是比較法，三是參考經(jīng)驗(yàn)判據(jù)。

第一，曲線分析法。在高壓開關(guān)柜內(nèi)部電氣設(shè)備運(yùn)行中，雖然會(huì)受到一定的干擾，但這些干擾在所有設(shè)備上的作用呈現(xiàn)了一致性的特征，在某種程度上為局部放電檢測(cè)提供了有利條件[2]。因此，在實(shí)際檢測(cè)中，能夠在較短的時(shí)間對(duì)開關(guān)室內(nèi)的開關(guān)柜進(jìn)行有效的測(cè)試，依據(jù)測(cè)試獲取的數(shù)據(jù)，可以有針對(duì)性的開展數(shù)據(jù)曲線繪制工作，采用曲線分析方法進(jìn)行局部放電特性的判斷。一般來說，依據(jù)測(cè)試結(jié)果繪制的曲線主要有兩種形式，一種曲線有凸點(diǎn)，另一種曲線比較平緩。如果繪制的曲線屬于第一種形式，則可以證明高壓開關(guān)柜存在放電的情況;如果繪制曲線屬于第二種形式，則可以證明開關(guān)柜是不存在明顯放電現(xiàn)象的。

第二，比較法。在高壓開關(guān)柜內(nèi)部設(shè)備局部放電特性檢測(cè)中，比較法是一種有效的判定方法。其主要包括兩種方式，一種方式是進(jìn)行縱向比較，另一種方式是進(jìn)行橫向比較。其中，前者主要是針對(duì)不同時(shí)間的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，在這一過程中，既可以了解開關(guān)柜內(nèi)部設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，又能夠發(fā)現(xiàn)和掌握局部放電的主要趨勢(shì)。在對(duì)同一開關(guān)室的開關(guān)同一測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較時(shí)，需要采用橫向比較方式進(jìn)行局部放電的判定，而且這些開關(guān)的等級(jí)都是相同的。在比較中，一旦發(fā)現(xiàn)某些高壓開關(guān)柜現(xiàn)場(chǎng)背景值比其它開關(guān)大時(shí)，可以證明其是存在缺陷的，會(huì)對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況產(chǎn)生不良影響。

第三，參考經(jīng)驗(yàn)判據(jù)的方法。應(yīng)用該方法進(jìn)行開關(guān)柜內(nèi)部設(shè)備局部放電判定時(shí)，主要是參考國(guó)外及國(guó)內(nèi)其他地方的適用判據(jù)。

（三）局部放電定位的方法

聲電聯(lián)合法、時(shí)差法、平分面法和幅值法是進(jìn)行開關(guān)柜內(nèi)部設(shè)備局部放電定位的主要方法。在對(duì)局部放電定位過程中，需要借助UHF傳感器和TEV傳感器。與此同時(shí)，還應(yīng)該明確其幅值，了解時(shí)間差。因此，在這一過程中，需要對(duì)聲電聯(lián)定位法的原理進(jìn)行合理的應(yīng)用，主要是基于該原理計(jì)算超聲波信號(hào)和電信號(hào)的時(shí)間差，進(jìn)而可為高壓開關(guān)內(nèi)部設(shè)備局部放電提供有利條件，提升定位的效率與精準(zhǔn)性。另外，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在缺陷或者異常高壓開關(guān)柜的具體位置。此外，在局部放電定位方面，暫態(tài)地電壓原理的作用也是不可小視的，在開展一次定位分析工作中，需要對(duì)該原理進(jìn)行合理的應(yīng)用，并以特高頻傳感器為支撐，進(jìn)而可以明確缺陷的大概位置。在開展二次定位分析工作中，需要注重超聲波傳感器作用的發(fā)揮，通對(duì)其信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)的干擾因素及時(shí)排除，為局部放電定位創(chuàng)造良好的環(huán)境，不僅能夠在整體上提升缺陷識(shí)別的準(zhǔn)確度，而且對(duì)高壓開關(guān)內(nèi)部設(shè)備局部放電精準(zhǔn)度的提高也具有重要意義。

三、局部放電案例分析

為了有效的開展高壓開關(guān)柜內(nèi)部設(shè)備局部放電特性檢測(cè)工作，本文主要以避雷器內(nèi)部局部放電為例，對(duì)相關(guān)檢測(cè)工作進(jìn)行了探究。

（一）TEV檢測(cè)結(jié)果

采用超聲波法對(duì)某開關(guān)柜進(jìn)行局部放電檢測(cè)時(shí)，并沒有發(fā)現(xiàn)異常的情況。但使用暫態(tài)地電壓檢測(cè)法發(fā)現(xiàn)該開關(guān)柜有異常局部放電信號(hào)。通過采用橫向比較方式，發(fā)現(xiàn)2號(hào)站變開關(guān)柜測(cè)試的數(shù)據(jù)是比較大的，不在標(biāo)準(zhǔn)值的范圍之內(nèi)，其最大相對(duì)值已經(jīng)達(dá)到了31dB，所以可判定其內(nèi)部設(shè)備存在著嚴(yán)重的放電現(xiàn)象[3]。

（二）局部放電源定位

為了快速且準(zhǔn)確的找出2號(hào)站變開關(guān)柜內(nèi)部設(shè)備局部放電源的位置，在本次測(cè)驗(yàn)中，主要采用了停電實(shí)驗(yàn)的方式，并借助YDQ交流耐壓實(shí)驗(yàn)器，在此基礎(chǔ)上開展對(duì)避雷器升壓的工作。為了明確超聲數(shù)值，了解暫態(tài)地電壓，還對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行了模擬。通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)分析可知，除了避雷器TEV測(cè)試值，其它的測(cè)試值都在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。因此，需要對(duì)開關(guān)柜避雷器測(cè)試值進(jìn)行了深入的分析，發(fā)現(xiàn)其某處的暫態(tài)地電壓測(cè)試值明顯大于其它值，所以需要對(duì)其進(jìn)行全方位的探究。

（三）診斷分析

為了全面了解避雷器的問題，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解體檢查，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的閥片出現(xiàn)了松動(dòng)的問題，并且該問題是比較嚴(yán)重的，在底部就可以看到非常明顯的間隙，所以可以判定其是引發(fā)高壓開關(guān)局部放電的主要原因，而且屬于空穴放電，所以應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行有效的維護(hù)。

結(jié)論：總之，高壓開關(guān)柜是變電站重要的設(shè)備之一，對(duì)其運(yùn)行具有重要影響。在長(zhǎng)時(shí)期運(yùn)行中，開關(guān)柜內(nèi)部設(shè)備容易出現(xiàn)局部放電的現(xiàn)象，會(huì)降低絕緣強(qiáng)度，影響設(shè)備正常運(yùn)行。因此，需要做好局部放電特性檢測(cè)工作，掌握暫態(tài)地電壓和特高頻檢測(cè)原理，對(duì)局放判定方法進(jìn)行合理利用，以便提高定位和缺陷判定的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

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