高压开关柜局部放电带电检测技术的应用

高压开关柜局部放电带电检测技术的应用
摘要：近年来，我国对电能源的需求不断增加，电力系统有了很大进展。

目前，我国电力系统中已经普遍应用高压开关柜，该柜内的电气设备经过长时间的运行，不可避免出现因为电以及热等因素造成的绝缘缺陷，减少电气绝缘强度，存在局
部放电的问题。

但是通过应用高压开关柜局部放电带电检测技术，可以对其进行
明显的改善。

基于此，首先介绍了局部放电现象及其主要危害，然后分析了高压
开关柜局部放电带电检测的优势，最后提出了高压开关柜局部放电带电检测技术
的基本原理，以供参考。

关键词：高压开关柜；局部放电带电；检测技术
引言
高压开关柜带电检修能够保障检修作业人员的安全，但是容易忽视一些不易
发现的安全隐患。

高压开关柜带电检修技术可以在不停电的模式下完成高压开关
柜的检修作业，从而提高了高压开关柜使用的可靠性和安全性。

为做好高压开关
柜的检修工作，需要在掌握好高压开关柜停电检修技术的基础上做好高压开关柜
带电检修技术的研究与应用，保障高压开关柜的安全运行。

1高压开关柜产生局部放电的原因
高压开关柜在带电运行状态下，由于绝缘介质的表面存在污垢、水分和灰尘等，导致绝缘介质表面形成一定的高电场应力，电荷经过长期的积累，会在介质
表面形成局部的放电现象;由于绝缘介质本身的缺陷及老化，在强电场中，造成绝
缘介质内部发生放电;开关柜内部母线连接处、断路器触头接触不良、螺栓松动、
零件锈蚀，都会使导体局部产生发热现象而引起局部放电;互感器内部有气隙或裂纹、瓷瓶有破损使导体与绝缘体之间的介质被击穿，产生局部放电现象;在制造和
安装过程中，可能使导体表面形成毛刺，根据导体的电流趋肤效应，在毛刺的尖
端处集聚大量的电荷，使周围的电场强度逐渐升高，产生电晕放电。

2高压开关柜局部放电带电检测的优势
近年来，随着供电安全性和稳定性要求的不断提高，高压开关柜局部放电带
电检测显得至关重要。

当前，我国电力生产管理的主要方法是高压开关柜的局放
检测，其可以迅速找到柜内的问题，随时了解设备的实际运行情况。

相对于传统
的停电检测方式，高压开关柜局部放电带电检测的优势具体表现在如下两点。

第一，经济优势。

无论是定期的例行检修还是试验，都必须要在停电的基础上开展，这样就势必会出现由于停电而产生的经济损失，并且容易出现过修或者失修的问题。

但是如果采用高压开关柜局部放电带电检测技术，就可以在很大程度上防止
这种情况出现。

第二，技术优势。

通常，就利辛实验条件来讲，停电和设备运行
中存在很大的差异。

运行过程中设备容易受到多种因素的影响，如应力因素以及
电磁场因素等，这些都是不能在停电的状态下可以模拟的。

在停电条件下开展的
实验往往都不能准确找到绝缘缺陷。

缺陷潜伏发展都需要一个过程，在这个期间
进行带电检测，可以将绝缘状态下所有信息情况都全面反映出来。

但是例行试验
的前提条件是必须要在停电情况下进行，通常都无法迅速正确的找到故障。

如果
在检测设备实际运行情况时采用局部放电带电检测技术，可以更加方便的了解设
备实际使用情况。

3高压开关柜局部放电带电检测技术
3.1暂态对地电压（TEV，也称地电波）检测法
局部放电产生的电磁波，通过屏蔽层不连续部分在设备表面产生感应电流，
设备表面存在波阻抗进而在设备外层形成一个暂态对地电压（TEV）。

暂态对地
电压检测法就是充分利用这一原理，采用电容耦合探测器对局部放电的幅值和放
电脉冲频率进行检测。

3.2超声波局部放电检测技术在高压开关柜带电检测中的应用
高压开关柜如若发生故障，将导致高压开关柜内的绝缘性遭到破坏，绝缘材
料被击穿后将发生明显的放电现象，发生在绝缘材料上的局部放电将会导致绝缘
介质电气强度下降到一个危险的水平，此外，高压开关柜内所发生的局部放电现
象将会对周边的空气产生影响，强大的电流将会击穿周边空气，进而导致绝缘层
周边的空气产生剧烈的收缩或是膨胀从而发生明显的空气密度变化。

使用超声波
检测技术能够对高压开关柜内部的空气密度进行相应的检测，结合超声波所反馈
回来的不同的超声波信号特点，能够对高压开关柜内部的运行情况有着一个明确
的认识。

超声波检测装置可以直接安装在高压开关柜外部，使用压电晶元器件作
为对超声波信号的接收端完成对于超声波信号的接收和信号装换，将所接收到的
超声波转变为模拟的电信号，通过对所接收到的电信号进行处理完成高压开关柜
运行状态的带电检测。

相较于其他的技术，超声波检测技术具有极强的抗干扰特性，能够在高压开关柜内部出现局部放电故障时及时准确的予以发现。

需要注意
的是，高压开关柜内部结构会对检验准确性产生一定的影响，在使用该技术时要
引起足够的注意。

4开关柜局放在线监测应用策略
开关柜局部放电采用任何单一的检测方法都存在着局限性，只有将不同的检
测方法进行综合运用，融合多种检测技术，才能保证软件测试结果的专业性和准
确性，保障开关柜设备监测运行结果的客观性，根据科学结果做出合理决策。

地
电波（TEV）和超高频（UHF）检测技术在局部放电在线检测中具有不可替代的重
要地位，主要是由于地电波（TEV）和超高频（UHF）检测技术通过检测电磁信号
判断局部放电情况，充分利用了高压开关设备电磁波以波导的方式传播的结构特点，增强了检测的灵敏度，所以受到广泛应用。

但是局部放电具有一定的复杂性，不同运行环境、不同绝缘介质、不同类型条件下会产生不同的局部放电现象，所
以产生的电磁波范围也会相应有所不同，地电波频带范围为3～100MHz，超高频
频带范围为0.3～3GHz，所以如果开关柜局部放电现象产生的电磁信号频率超出
地电波（TEV）和超高频（UHF）检测技术检测范围，则局部放电现象无法被检测到，这时就要通过超声传感器等其他传感行弥补地电波（TEV）和超高频（UHF）
检测技术的不足；除此之外移动通讯信号，广播信号、电子围栏、照明灯、SF6
测漏装置、轨道交通、电表柜、空调、二次回路等产生的电磁信号也会对地电波（TEV）和超高频（UHF）检测技术检测结果造成影响和干扰，此时干扰来源的判断，直接影响局部放电是否存在。

结语
综上所述，局部放电难免会损坏电力系统部件，也会造成不必要的电能消耗。

当前普遍运用的检测技术包括暂态地检测和超声波检测。

这些检测技术的基本原
理是不同的，在实际工作可以结合具体情况选择适宜的检测技术。

这样可以保证
检测结果的准确性，也可以提高检测效率。

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