开关柜局部放电的诊断与分析

开关柜局部放电的诊断与分析
摘要：随着社会经济的发展，电网的规模越来越大，其管理形式逐渐更新，从
人工操控逐渐走向智能化和自动化。

开关柜对于电气的保护和电能的节约都起着
非常重要的作用，高压开关柜一旦出现故障，给人们的生活将带来许多不便，造
成很大损失。

所以应时刻关注开关柜的运行情况，对其运行状态进行监测。

局部
放电是开关柜比较常见的一种故障，要根据其带电检测结果、停电检查以及其承
受电压程度等方面判断产生局部放电的原因。

如果承受电压测试中，不能根据声
音来判断具体位置，就要通过多次的模拟实验，对每一个部分的电量进行分段测试，锁定放电位置。

本文就开关柜局部放电问题的原因进行分析并找到对应方法。

关键词：开关柜；局部放电；诊断与分析
开关柜在变电系统中起着重要作用，它连接着电力用户和供电系统，作为一
个重要枢纽。

保证了电力供应的稳定性，在实际使用过程中开关柜会出现绝缘层
破损、顶端放电和特殊位置放电等局部放电的问题，检修周期与出现的频繁程度
不符，使这些问题得不到及时的改善。

所以对开关柜的检修一定要有足够的重视，无论是检修时间、检修效果都要结合实际情况做到最好。

降低开关柜出现局部放
电问题的概率，使电力系统安全可靠的运行。

1.开关柜绝缘检修
开关柜绝缘需要检修的方面有很多，包括各个电气设备的绝缘层是否清洁完好，绝缘电阻是否符合标准以及电气设备外部所能承受的电压等，同时要注意绝
缘零件是否老化破损对其性能产生影响。

随着科学技术的不断发展，通过声波、
分段检测等方法对开关柜局部放电的位置和信号源具备了一定的控制能力。

对开
关柜绝缘检修提供了便利，能够在开关柜绝缘层损坏导致放电的初期进行控制，
使开关柜运行更具稳定性。

在日常的检修过程中，如遇到以上问题要对绝缘部件
及时进行更换，检查合格后方可继续使用，在投入使用的三周到四周后对该部分
进行二次检测，观察其是否存在放电现象，对一次检修存在的薄弱环节进行修复，使开关柜的绝缘检修与诊断能力都得到提升。

2.局部放电的带电检测
开关柜局部放电的带电检测主要依靠观察其暂态电压以及局部放电的电值是
否超标，一般电气设备的开关柜暂态电压局部放电的电值不会超过20dB，一旦其局部放电值超出这个标准，就违反了《电力设备带电检测仪器技术规范》，电气
设备开关柜中的超波局部放电要求不超过8dB，如果超出了这一范围，即可确定
局部放电超标。

另外还可以通过横向纵向的比较方法来判断，横向比较法是将需
检测的开关柜局部放电量与其他同步运行设备的开关柜局部放电量进行比较，纵
向比较法是指将需检测的开关柜局部放电量与往年所记录的开关柜放电量数值进
行比较。

如果数值存在明显差异则说明该部位放电存在异常。

通过电气设备开关
柜存在的频率成分和放电信号可判断电气开关柜中是否存在顶端放电和悬浮位置
放电等多种情况，但受技术条件限制，目前仍然不能通过该方法找到局部放电信
号的准确位置。

3.停电后检查
为了找到开关柜中具体放电位置，必要时要进行停电检查，将线路进行分段
排查。

停电后悬挂停电警示牌后方可开始作业，作业人员对电气设备中的每一个
间隔柜逐一打开进行检查，如果绝缘层外部没有破损受潮的痕迹，无法判断出局
部放电的位置，就需要检查人员对开关柜的内置设备和绝缘电阻进行检查，在绝
缘电阻试验中，开关柜设备中的绝缘电阻值应大于3000欧姆，小于此电阻值则不符合相关检测标准。

电气试验的具体方法为外部耐压测试，首先对35k V 的手动车开关进行承受电压的测试，通过此测试若未发现放电现象，就需要进行下一步检测，对母线的承受能力进行试验，将电气设备开关柜间隔静触头中的电压对母线进行施加。

按照顺序对三相母线分别进行施加电压，将电压升至76KV，76Kv 是根据一般交接测试电压的标准来制定的，交接测试的规定电压为95KV，对于母线施加的电压通常为交接测试电压的百分之八十。

母线承受的电压越高，其周围空气游离声音也会逐渐增大，在此试验过程中，工作人员听到异常声音则可以找到具体的放电位置，若没有听到放电声音，说明母线在承受电压测试中没有出现绝缘层被损坏的现象，找不到开关柜中局部放电位置，测试判定失败。

4.检修中的薄弱项
若上述检修方法都没有找到其局部放电位置以及原因，就需要进行进一步的分析和讨论，找到试验失败的原因。

在工作人员的检查过程中需要进入开关柜，这时就很有可能将一些导致放电的微小物体碰掉，或者在不经意时触碰松动部位将其复原，使局部放电现象消失，导致工作人员再次检测时无法找到原因。

在利用游离空气的超声试验时，如果局部放电位置发出的声音较小，被空气的游离声音和设备运行的声音所掩盖，无法通过人耳去辨别，也是放电测试没有效果的原因之一。

如果想要克服这些检修中的薄弱环节，就要对检修人员的技术能力水平和实际操作经验提出更加严格的要求，人员作为检修工作的主体，只有不断提高工作人员的综合素质，才能使开关柜局部放电的检修工作做到最好。

综合前文对承受压力测试的结果和检修中的薄弱环节来判断，其测试标准主要有以下几个方面：1.承受电压测试中绝缘部件没有击穿现象，测试之前和测试后绝缘电阻的阻值基本保持一致，在整个测试过程中没有出现异常声响。

2.在承受电压测试电压不断增加的过程中，通过肉眼观察判断绝缘部件是否被击穿，或者调控设备是否出现跳闸保护等动作。

3.测试前后分别对绝缘部件的电阻值进行测试，可以得出更准确直观的判断。

测试中被测试设备和母线在承受过高的电压时周围的游离空气会发出异响，这就需要工作人员根据以往的检修经验进行判断，将各种声音区分开找到薄弱位置。

5.模拟运行系统分析
为找到具体局部放电位置，避免设备带故障使用，采用无局部放电监测变压设备对母线施加电压，其电压值为设备正常运行时所承受的电压，模拟出母线在设备正常运行时的状态，在此步骤完成之后再使用超声检测的方法对局部放电位置进行排查，在操作此步骤时一定要保证人员安全，务必将开关柜关好之后，才可使用变压设备对母线进行施压，分别对三相母线依次施压，没有被施加电压的两相母线一定要注意接地保护。

工作人员要在安全距离外对其进行超声测试，在电压超过设备正常运行电压时工作人员不得靠近开关柜，若有一相母线测试时发现声音异常，就可以判断出局部放电的基本位置。

局部放电还有可能存在着电位环破损等原因，导致其与母线接触不严，造成悬浮电位放电。

这种情况出现时，因为电位环和母线仍未完全分离，处于虚连状态，在进行超声试验时，声音很小无法辨识。

结语
导致开关柜出现故障的原因多种多样，有很多原因不易察觉，例如电位环和母线接触不良，造成的局部放电现象，普通的检修方式和试验方法很难检查出这类原因，本文对一些常用检修方式进行分析，找到其中的不足，在具体的检修环
境中找到相对应的解决方法。

并提出在设备停电时对其进行模拟加压的方式，极大程度上的提高了开关柜局部放电问题的解决效果，为电气设备检修提供了更有效的方法，提高检修质量。

使开关柜在电网和用户之间起到更加显著的作用，更好的服务于广大电网用户。

参考文献：
[1]杨德浩，张娟，李瑞.高压开关柜绝缘性能检测与故障诊断技术的探讨[J].房地产导刊，2017，（2）：253.
[2]周磊.开关柜故障特征气体组分分析研究[D].重庆大学，2016.
[3]鲁静.开关柜带电检测系统设计[D].华北电力大学（北京），2015.。