开关柜局部放电的检测方法
基于TEV超声波法的10kV开关柜局部放电检测方法
基于TEV超声波法的10kV开关柜局部放电检测方法摘要:高压开关柜是电力系统中的重要电气设备,其安全可靠运行保障了电网的安全性与稳定性。
局部放电是造成高压开关柜绝缘故障的主要原因,也是绝缘劣化的重要征兆。
因此快速准确检测开关柜内局部放电对于及时排除设备缺陷、提高供电可靠性具有重要意义。
关键词:TEV超声波法;10kV开关柜;局部放电;检测方法一、10kV开关柜局部放电的产生原因在10kV高压开关柜在长时间工作过程中,处于高压开关柜范围的金属件、绝缘件等考虑到制造过程隐藏的局部缺陷,将会造成一定程度的局部放电现象。
长期工程应用证明,局部放电问题是造成10kV高压开关柜绝缘下降的关键原因。
局部放电现象的产生原因是绝缘介质中的电场强度分布与绝缘的电气物理性能差异。
基于此,局部放电现象的主要发生条件为:(1)若绝缘体表面、内部存在一定气隙将造成气隙内产生对应强度的放电问题。
(2)考虑到绝缘体内存在一定的导电物质,在该物质的边缘中电场相对集中,也将造成对应的局部放电问题。
(3)在开关柜高电压端口中,考虑到电场相对密集,将在介质与空气的接触面上存在表面局部放电问题。
二、电气设备局部放电过程分析根据经典麦克斯韦电磁场理论,若局部放电问题发生产生交变电场,相应的交变电场将产生交变磁场,与之相反交变的磁场可以感应出交变电场。
综上可知,高压开关柜内电场、磁场将以交变的形式相互耦合地向外环境传播电磁能量。
现有10kV高压开关柜应用中,为缩减装置的物理尺寸及占地面积,通常采用较多的例如环氧浇注工艺CT、PT等绝缘材料。
一旦上述CT、PT等绝缘材料发生局部放电问题,实际放电点首先聚焦在与该放电点距离最近的接地金属上,并以高频电流脉冲特性向多维度传递。
同时,对于存在的CT、PT等绝缘材料内部放电问题,放电点将存在于接地屏蔽的最表面端,为此无法应用对应的分析方法从外端进行检测。
统计10kV高压开关柜电气装置局部放电多以以下几种方式,即:设备表面、设备内部、设备尖端以及电晕放电等。
高压开关柜局部放电检测技术研究
高压开关柜局部放电检测技术研究
高压开关柜局部放电是指在高压开关操作和运行过程中,由于压力、热量、湿度等原
因引起的局部放电现象。
局部放电不仅会降低设备的绝缘性能,还可能在长期的运行中逐
渐发展成为一种隐蔽故障,最终导致设备失效。
对高压开关柜的局部放电进行检测和分析,有助于及早发现潜在故障,保障设备的正常运行。
1. 超声波检测法:该方法利用设备发出的声波信号来检测局部放电。
通过安装传感器,记录和分析不同频率范围内的超声波信号,可以确定设备是否存在局部放电现象。
超
声波检测法具有非接触式检测、高灵敏度等优点,适用于大部分高压开关柜的局部放电检测。
2. 红外热像仪检测法:红外热像仪可以测量设备表面的热量分布情况。
当设备发生
局部放电时,局部会产生热量,通过红外热像仪可以观察到异常的热点,从而判断是否存
在局部放电现象。
红外热像仪检测法具有快速、直观、全面等优点,适合于大型高压开关
柜的局部放电检测。
4. 空气离子检测法:该方法通过检测设备周围空气中的离子浓度变化来判断设备是
否发生局部放电。
局部放电会产生大量的离子,通过安装空气离子传感器,可以实时监测
空气中的离子浓度变化,从而判断设备是否存在局部放电现象。
空气离子检测法适用于高
压开关柜的在线监测。
高压开关柜局部放电检测技术是对设备运行中潜在故障的监测和提前预警的重要手段。
各种检测方法可以根据实际情况相互结合应用,通过有效的检测和分析,确保高压开关柜
的可靠运行。
开关柜局部放电检测典型案例--资料
开关柜局部放电检测典型案例--资料
一、问题描述
二、案例描述
本案例案例主要是检测一家电器公司生产的开关柜局部放电情况。
这
家公司的产品质量检测及格,但在使用过程中发现存在较大的局部放电现象,这给用户带来了安全风险,因此必须对产品进行进一步的检测分析,
以确定开关柜局部放电情况。
三、检测过程
1.电晕检测:首先判断开关柜表面是否存在电晕现象,以及是否存在
电晕变化,以判断电晕强度,如果存在电晕,需进行进一步检测确定原因。
2.电弧检测:用特殊仪器对开关柜的各触点进行检测,判断是否存在
电弧现象,如果存在电弧,需进行进一步检测确定原因。
3.电阻检测:使用特殊仪器检测开关柜的各触点,判断各触点间的电
阻值,如果电阻值异常,则有可能存在放电现象,需经过进一步检测以确
定原因。
高压开关柜局部放电检测分析
高压开关柜局部放电检测分析【摘要】高压开关柜的安全可靠运行直接影响整个变电站的供电可靠性,对开关柜进行局放检测显得尤为重要。
本文主要分析了检测高压开关柜局部放电的TEV方法与超声波方法的原理及检测方法。
利用TEV与超声波相结合的方法进行了局部放电源的定位,经验证该方法精确度较高,对局放检测有一定的实用价值。
【关键词】高压开关柜;局部放电;TEV检测;超声波检测1.引言目前,对开关柜设备局部放电(PD)的检测方法主要有脉冲电流法(ERA)、射频法(RF)、超声法、超高频法(UHF)、暂态对地电压法(TEV)等。
脉冲电流法可以测定出局部放电的一些基本量(如:视在放电量q、局部放电脉冲大小、数量与相位),该技术成熟、应用广泛,但缺点是抗干扰能力差。
射频法和超高频法可以实现开关柜局部放电的带电检测,但是不能给出局部放电量。
超声波法抗干扰能力强且可以很好的实现放电源的定位。
暂态对地电压(TEV)法作为一种带电检测技术,具有灵敏度高、抗干扰能力强等优点,因此逐步在国内变电站推广使用[1]。
本文分析了TEV及超声检测的原理,并自制TEV传感器,在实验室,搭建基于TEV与超声波检测的实验平台,通过示波器利用时间差法实现了局部放电源的精确定位。
2.TEV检测法的原理2.1 暂态对地电压(TEV)高压电气设备发生局部放电时,放电量往往先聚集在与接地点相邻的接地金属部位,形成对地电流在设备表面金属上传播。
对于内部放电,放电量聚集在接地屏蔽的内表面,屏蔽连续时在设备外部无法检测到放电信号,但屏蔽层通常在绝缘部位、垫圈连接、电缆绝缘终端等部位不连续,局部放电的高频信号会由此传输到设备屏蔽外壳[2]。
因此,局部放电产生的电磁波通过金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传出,并沿着设备金属箱体外表面继续传播,同时对地产生一定的暂态电压脉冲信号,该现象由Dr.John Reeves在1974年首先发现,并将其命名为暂态对地电压。
浅析开关柜局部放电的检测方法
浅析开关柜局部放电的检测方法随着现代电力技术的快速发展,开关柜已然成为电力系统中不可或缺的一部分。
然而,随着使用寿命的延长和频繁的操作,开关柜在运行过程中会产生局部放电现象,长期累积则可能导致设备的严重损坏,甚至引发安全事故。
因此,开关柜局部放电的检测方法具有非常重要的意义。
一、开关柜局部放电的检测方法1. 无损检测法无损检测法是一种基于电磁学原理的检测方法,其主要是通过电磁传感器感知开关柜内部的电场和磁场,进而确定局部放电的位置和强度。
常见的无损检测法包括超声波检测法、电容式检测法和电磁波检测法。
超声波检测法以声波在材料中传播速度不同而产生不同的回声为基础,可以检测开关柜内部的微小缺陷和异常声波信号。
电容式检测法则是利用开关柜内部的介质的介电常数和电容特性的特点,通过电容传感器感应出开关柜内部的电磁信号,从而确定局部放电的位置和强度。
电磁波检测法则是通过开关柜内部局部放电所产生的电磁波信号,利用电磁传感器感应出信号并进行分析,确定局部放电的位置和强度。
2. 光学检测法光学检测法是一种基于光学原理的检测方法,其利用开关柜内部局部放电所产生的光学信号进行检测。
光学检测法包括高速摄影法、红外光学法和光发射法等。
高速摄影法是通过高速摄像机采集开关柜内部局部放电所产生的闪光信号,对其进行分析和处理,从而确定局部放电的位置和强度。
红外光学法则是利用红外热像仪感应出开关柜内部局部放电所产生的热信号,进而确定局部放电的位置和强度。
光发射法则是通过检测短期直流和大脉冲放电所产生的光发射信号,进而确定局部放电的位置和强度。
3. 化学检测法化学检测法是一种基于化学分析原理的检测方法,其通过对开关柜内部局部放电产生的气体分子进行测量,从而确定局部放电的位置和强度。
化学检测法包括气体色谱法、质谱法、电化学检测法等。
气体色谱法主要是通过将开关柜内部的气体分子分离、检测和定量分析,进而确定局部放电的位置和强度。
质谱法则是利用开关柜内部的气体分子的分子质量进行分析和鉴定,从而确定局部放电的位置和强度。
开关柜局部放电带电检测技术的运用
开关柜局部放电带电检测技术的运用摘要:高压开关柜局部放电通常伴随着声、热、光、电、磁等多种形式的物理现象和气体电离等化学反应现象,局部放电检测是目前高压开关柜状态检修中最有效的检测手段。
局部放电采用的检测方法有超声波法、暂态地电压法(TEV)、特高频法(UHF)等检测方法,本文对以上3种局部放电检测方法进行了研究分析。
通过一起35kV高压开关柜局部放电缺陷,介绍了局部放电的诊断方法和定位过程。
关键词:开关柜;局部;放电带电;电力系统随着国民经济快速增长,人们生活水平日益提高,不仅对电量的需求增加,而且对供电质量提出了高要求。
高压开关柜是主要电气设备之一,当前在很多变电站得到有效应用,对供电系统运行具有重要影响。
但高压开柜内部电气设备在长时期运行中,比较容易形成绝缘劣化,因此有必要对其局部放电特性进行检测。
1开关柜局部放电带电检测技术基本概念1.1放电带电检测技术在开关柜局部检测中应用的必要性分析一般传统的开关柜检测工作多发生在停电情况下,而基于开关柜六年预防性试验周期,很难在每个周期内详细掌握开关柜的实际情况,导致开关柜相关检测工作难以有效实施,开关柜内部问题难以及时修复和维护,最终故障不可避免。
另外,大多数开关柜都安装在安装箱内,即使在电力设备运行中出现故障,也很难被工作人员发现,这使得电力系统运行的安全性和稳定性难以保证。
综上所述,要进一步加强对各开关柜带电放电的检测,掌握开关柜部分和内部设备的真实放电情况,提前制定防止事故发生的措施,保证电力系统运行的稳定性和效率。
1.2高压开关柜内部结构金属柜体是高压开关柜的主要构造,其内部有多个设备。
例如,互感器、接触器、断路器、接地开关、负荷开关等。
该金属柜体主要有两种形式,一种是半封闭式的金属柜体,另一种是全封闭的金属柜体。
由于多个设备聚集在一个金属柜体中,所以其占地面积是比较小的,结构也相对紧凑,有利于缩短施工工期。
在电力系统运行中,高压开关柜发挥着重要作用,不仅能够有效接收电能,而且还能够进行电能分配。
开关柜局部放电的检测方法
开关柜局部放电的检测方法针对开关柜而言,其局部放电检测方法包括以下几种:3.1地电波检测在高压开关柜绝缘层中发生局部放电时会产生电磁波,而开关柜的金属外壳会将这种电磁波屏蔽掉一大部分,不过仍有小部分会通过金属壳体的接缝或者气体绝缘开关衬垫传播出去,而且还会产生一个地电波通过设备金属壳体外表面传向地下。
地电波的范围通常在几毫伏直至几伏中间,而且上升时间内有几个纳秒。
可以将探头设置于工作状态中的开关柜的外表面,对局部放电活动进行检测。
3.2超声波检测其实超声波检测属于机械振动波的一种,基于能量的角度而言,局部放电的过程即为能量瞬时爆发的过程,电能通过声能、光能、热能以及电磁能的形式释放出去,电气击穿发生在空气间隙,瞬间就可以完成放电,此时电能也会在一瞬间转化为热能,放电中心的气体受到热能的作用会发生膨胀,通过声波向外传播,传播区域内气体被加热后形成一个等温区,其温度超出环境温度;等到这些气体冷却后开始收缩,则会产生后续波,后续波的频率以及强度均比较低,包含各种频率分量,有很宽的频带,超声波的频率大于20kHz。
因为局部放电的区域相对较小,所以局放声源即为点声源。
3-3超高频检测法时间变化过程中,局部放电所产生的电磁振动会产生电磁波,在固气与气体介质中,局部放电脉冲会发生非常丰富的电磁波超高频分量,最高可达数GHz。
实际应用过程中,局放信号的检测可以利用两个探头来进行,将探头检测到信号的时间顺序作为判断依据,放电源的距离较近,就会被先检测到;探头位置不断变化,可以将放电源的大致位置逐步判断出来。
或者通过多个探头,将探头检测局放信号的时间差列方程组,可以求出放电源的三维空间坐标,最终确定放电源。
该方法的灵敏度相对较高,且具备较强的抗干扰能力,而且开关柜上通常有接缝或者小玻璃窗,可以不用考虑该方法在完全密封条件下很难检测的要求。
3.4综合检测技术其实无论哪种检测方法均有一定的局限性,无法将电气设备开关柜的运行状态客观、全面、真实的反映出来,还会出现误判的可能。
KYN-28型开关柜局部放电故障解析及检测方法
KYN-28型开关柜局部放电故障解析及检测方法李方(陕西省地方电力(集团)有限公司宝鸡供电分公司,陕西宝鸡721000)高压开关柜是电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护的作用,对电网安全运行和正常供电有着重要影响。
因此对高压开关柜的日常巡视检测就显得尤为重要,当发现开关柜存在局部放电现象,应该及时检查、准确分析原因、积极采取措施,防止故障蔓延恶化而导致事故发生,保证电力设备安全稳定运行。
1典型案例解析运行中的KYN-28型开关柜不同其他户外开关设备,它无法直接从外部检测,同时也无法直接观测内部运行状态,鉴于开关柜的安全运行能直接影响电网的可靠运转。
目前,我们采用的是超声波和暂态地电波(TEV )检测高压开关柜局部放电,同时结合红外热成像测温综合判断开关柜运行状态。
1.135kV 两亭变3500开关柜局部放电故障2018年4月19日,维操站巡视人员对35kV 两亭变高压室例行巡视,明确听到35001母线分段刀闸柜中有异常放电声,迅速上报上级领导。
当天宝鸡供电分公司生产技术部会同修试中心、运行中心等相关部门到达该变电站进行排查消缺,修试中心利用超声波和暂态地电波(TEV )对3500母联开关柜及35001母联刀闸开关柜再次检测,确认柜内存在异常声响,决定对其停电检测,防止因放电加重威胁设备安全,如图1所示。
图1开关柜内超声波检测情况1.2原因分析1.2.1内部绝缘受潮检修人员在检查开关柜柜体时发现,开关柜为全封闭式结构,没有透气孔,电缆沟上来的潮气易积聚在柜内,柜内内壁侧有水珠状印迹,加之柜内通风不畅,环境温度变化跨度大,易产生凝露,造成绝缘强度降低,设计制造时柜体结构未充分考虑合理有效的自然通风散热问题。
35kV 两亭变位于麟游县城西部,海拔高度:1346m ,属温带半湿润—湿润季风气候区,气候的特点是热,日昼温差大,年平均气温为9~10℃。
高压室内通风窗口设计不合理,采光条件极差,开关柜常年处在阴暗、潮湿的环境下,易产生凝露闪络,造成开关设备绝缘受损。
10kV高压开关柜局放测试方法
10kV高压开关柜局放测试方法仪器一:局部放电声电波检测仪(TEV )—对高压室内开关柜进行普测,在设备的TEV模式下,记录TEV信号的幅值和2秒内的脉冲数;在设备的超声波模式下,听耳机中的声音,记录超声波信号幅值。
通过对普测数据分析,再结合其他设备的测试结果,比如定位仪和在线监测系统等,考虑现场实际情况,对开关柜的情况进行比较全面的反映。
TEV使用步骤:1、按下开关键开机进入界面2、选择TEV模式进入TEV测量,按左右键进入连续脉冲测量模式,用设备在高压室的金属门上垂直水平检查3个点取中间值为背景值,用设备在开关柜的金属缝隙处垂直水平测量并记录。
3、选择Ultra Mode进入超声波模式,插入耳机和超声传感器,用传感器对准开关柜的空气通道测试,听取是否有放电破裂的声音。
仪器二:局部放电检测定位仪(PDL1)—通过监测放电点发出的电磁波瞬间脉冲所经过的路径来确定放电活动的位置,原理是采用比较电磁脉冲分别到达每只探测器所需要的时间。
装置的触发LED灯指示哪个通道先被触发,进而表明哪只探测器离放电点的电气距离较近。
PDL1使用步骤:1、将两个探头按颜色与主机对应连接,开机。
2、将探头插入检验仪,按“Double”选择双探头模式,将探头插入校准信号源,按下主机或者探头上的AUTO键,若主机显示(35±2)dB,且脉冲先后指示灯显示左边指示灯亮,检验完成。
3、将探头对着高压室内金属物体,按AUTO键测背景值。
4、用探头贴在开关柜面板上按AUTO键测量并记录。
5、若疑有局放信号,两探头贴面板上定位,不断移动探头直到脉冲先后指示灯同时亮,信号源则在两探头中间。
仪器三:局部放电在线监视仪(PDM03)当高压室内存在多个放电源,且外界干扰很严重时,需要使用在线监测设备才能更好的判断。
PDM03使用步骤:1、开机,按下SelfTset,自检会显示“No channels are connected”,用测试电缆连接各通道与测试源,若显示(31±3) dB,表示各通道良好。
开关柜局部放电的在线检测方法
中图分类号:TM591 文章编号:1674-2583(2020)11-0112-02 DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2020.11.053 中文引用格式:郑琰,张延辉,朱莉.开关柜局部放电的在线检测方法[J].集成电路应用, 2020, 37(11): 112-113.
局部放电在线检测的优势包含了下述几个不
有关电力设备的绝缘强度的降低,甚至设备受损, 同的方面:(1)在有关设备运行中实施检测与
进而由绝缘击穿形成严重的设备故障问题。为了及 分析,能够进一步增强相关设备运行的稳定性。
时排除相关电力设备运行过程中产生的安全隐患, (2)能够提前并快速发现有关设备运行过程中显
开关柜局部放电检测
暂态地电压检测暂态地电压检测(Transient Earth Voltages)技术是局部放电检测的一种新方法,近年来在国内外得到了较快发展,并在电力设备如GIS、同步电机、变压器、电缆等的检测中得到了应用。
暂态地电压检测受外界干扰影响小,可以极大的提高电气设备局部放电检测的可靠性和灵敏度,其用于高压开关柜在线监测有着明显的优势。
到目前为止,该技术已经在世界多国进行应用。
10kV、35kV金属封闭式开关柜在变电站广泛使用,其运行安全直接影响整个变电站的供电可靠性。
因此,对开关柜运行状态的监测及对故障的预判和合理检修是保证开关设备安全可靠运行的关键。
据统计,约40%开关柜故障因绝缘和载流缺陷引起,这其中因绝缘部分闪络和插头接触不良占了绝大部分。
通过检测局部放电产生的暂态对地电压信号,不仅可以对开关柜内部局部放电状况进行定量测试,而且可以通过比较同一放电源到不同传感器的时间差异进行定位。
局部放电暂态地电压检测技术的应用有着非常重要的意义。
暂态地电压检测原理暂态地电压检测法定位原理:通过单只电容藕合式探测器在被检设备的接地金属外壳上进行探测。
装置检测由于局部放电而引起的短暂电压脉冲,测出局部放电瞬时电压脉冲的幅度峰值。
若采用两只电容藕合式探测器,则可以检测放电点发出的电磁波瞬间脉冲所经过的时间差来确定放电活动的位置,原理是采用比较电磁脉冲分别到达每只探测器所需要的时间。
系统指示哪个通道先被触发,进而表明哪只探测器离放电点的电气距离较近。
脉冲是以光速或接近光速进行传播的,所以必须能够分辨很小的时间差通常为μs 级。
原理如下图。
高压开关柜局部放电状态的监测及评估
高压开关柜局部放电状态的监测及评估发布时间:2022-01-05T06:36:24.947Z 来源:《中国科技人才》2021年第21期作者:张航[导读] 停电监测方法是通过对高压开关柜进行离线的周期性试验来监测高压开关柜的局部放电状态的。
内蒙古电力(集团)有限责任公司乌兰察布电业局内蒙古乌兰察布市 012000摘要:针对高压开关柜局部放电状态监测的局限性,介绍目前常见的监测高压开关柜局部放电状态的方法,并以XD50机动式变电设备为例,优化监测及评估高压开关柜局部放电状态的相关监测方案。
关键词:高压开关柜;局部放电;状态监测1常见监测高压开关柜局部放电状态的方法1.1 停电监测。
停电监测方法是通过对高压开关柜进行离线的周期性试验来监测高压开关柜的局部放电状态的。
停电监测可较充分地获取被检设备的状态信息,但必须以电网设备停止运行为条件,因此降低了设备的利用效率,会造成较大损失;同时,常会因人力、物力或资金方面的问题,导致不能按周期对高压开关柜设备进行停电检修,时间一长,不仅使高压开关柜处于运行失控状态,也严重威胁实际运行设备的供电安全。
1.2 带电监测。
带电监测方法可更直接反映出高压开关柜电气设备的绝缘状况,并可确保及时发现局部放电缺陷,从而减少局部放电对设备造成的不必要停电损失,提高高压开关柜的供电可靠性。
带电监测不但可反映被设备状态过程信息,同时不受气候、夜晚、人力等因素影响,实现了真正意义上的全天候实时掌握。
在带电监测中,根据电流脉冲统计特征,并结合高压开关柜的实时波形,来判定局部放电的严重程度。
1.3 在线监测。
在线监测能有效弥补运用周期性试验监测局部放电状态的缺陷,是监测高压开关柜局部放电状态的有效方法。
当前,随着信息化计算机技术的发展,国内的研究人员也开始重视关于高压开关柜局部放电状态的在线监测,并且已经设计成功在线监测高压开关柜局部放电状态的方法,取得一定成效。
但在线监测存在的问题也很明显。
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浅析开关柜局部放电的检测方法摘要:本文介绍了开关柜局部放电的检测、定位手段及其分析方法,并对其在实际现场运用存在的不足进行了分析,最后给出了适合现场测量的相对行之有效的方法,即结合开关柜局部放电的机理进行综合分析判断,对缺陷的位置、严重程度作出准确判断。
关键词:开关柜,局部放电,定位,现场工作
中图分类号:u665.12 文献标识码:a 文章编号:
1 引言
随着电网的快速发展,电网规模的迅速扩大,传统的周期性设备检修模式已不能适应国家电网公司发展和电网发展要求,逐渐暴露出维修不足的问题。
经过长期的探索研究,国家电网公司制定并推行了一种新的检修管理策略─“状态检修”[1],即根据状态检测信息,对设备健康状态和故障发展趋势做出评估,依据设备的实际状况制订维护、检修策略和计划,合理降低了检修成本,提高检修效率,保障设备可靠运行。
本文所阐述的开关柜局部放电的测试就是状态检修的重要组成部分。
由于此类项目开展时间不长,现场经验积累不够,以及根据测试结果对设备状态判定的有效性受到诸多因素的影响,因此,需要状态检修人员在实践中总结典型的故障类型,在不同的外界影响因素下探索与之对应的有效的测试方法,让开关柜的状态检修慢慢成熟起来,最终摆脱对设备周期性状态检修模式的依赖。
2开关柜局部放电测试原理
2.1 tev(暂态对地电压)
当高压电气设备发生局部放电时,放电电量先聚集在与放电点相邻的接地金属部分,形成电磁波并向各个方向传播,对于内部放电,放电电量聚集在接地屏蔽的内表面,因此如果屏蔽层是连续时无法在外部检测到放电信号。
但实际上,屏蔽层通常在绝缘部位、垫圈连接处、电缆绝缘终端等部位出现破损而导致不连续,这样,高频电磁信号就会传输到设备外层。
通常,局部放电所产生的信号可以看成是由一个点源发出[2],局部放电产生的电磁波通过金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的
衬垫传播出去,同时产生一个暂态电压,通过设备的金属箱体外表面而传到地下去。
因此,可以通过在运行中的开关设备的金属外箱壳上放置一个电容耦合式探测器来测试开关设备内的局部放电情况,如图1所示。
图1 tev测试原理示意图
2.2局部放电定位
通过检测局部放电产生的tev信号,不仅可以对运行中的开关柜内的设备局部放电状况进行定量测试,而且可以通过同一放电源到不同探测器的时间差异对局部放电源进行定位。
原理如图2所示。
图2 tev定位原理示意图
2.3局部放电分析技术
1、横向分析法
该分析假设同一个开关室内开关柜的设备绝缘水平不存在明显的差异,可以通过分析同次测量结果的平均水平,并衡量个体偏离总体平均水平的程度来判断设备是否存在绝缘缺陷。
针对以上分析,对同一个开关室内开关柜的测试结果进行横向比较,当某一开关柜个体的测试结果比其它开关柜的测试结果及现场背景值均大时,则初步可以认为此设备存在缺陷的可能性较大,如图3所示。
图3横向分析示意图
如邯郸供电局某站10kv开关柜暂态低电压测量数据如表1:表1 暂态低电压检测数据(db)
提取开关柜前上的测量数据进行横向比较结果如图4所示。
图4 开关柜前上局放量统计图
通过横向比较,我们就可以知道040开关柜的前上位置局放量异常,存在缺陷的可能性较大。
2、趋势分析法
该分析假定设备的绝缘水平不会发生突发性恶化,连续性的局放测试数据不会出现大的差异,即变化量保持稳定,且围绕零点波动。
对同一开关柜不同时间的测试结果进行分析,从而比较分析得出开关柜的运行状况。
需要周期性的对开关室内开关柜进行检测,并将每次检测的结果存档备份,以便于分析不同时间内设备局部放
电状态的变化,从而判断设备的运行状况。
3、tev判据法
根据大量的实验以及现场的测试经验,得出以下判断数据供检测人员使用:
1)当发现开关室内背景值与测试值都在20db以下时,表示开关设备正常,下月再次进行巡检;
2)如果开关室内背景值在20db以下,而某些开关柜的测试值在20~30db,应对该开关柜加强关注,缩短检测周期,观察检测幅值的变化趋势;
3)如果开关室内背景值在20db以下,而某些开关柜的测试值大于30db,则表面该开关柜有局部放电现象,应使用定位技术对放电点进行定位;
4)如果开关室内,测试值和背景值都在30db以上,且并没有发现在某个开关柜上出现峰值,应使用定位技术来判断信号源的来源,如检测结果发现信号源来自开关柜,而不是外界的干扰信号,应使用定位技术对放电点进行定位;
5)所有故障处理过的开关柜,应再次对该开关室进行局部放电检测,检测结果与处理前进行比较,衡量故障处理的准确性。
3探索适合现场的测试方法
事实上,现场测试过程中会出现许多不可控的外界因素,如空气中传播的无线电磁波,手机发射的高频信号等都会影响测试结
果,因此,要想准确判断设备是否存在故障,完全依赖仪器的测试结果不是绝对可靠。
经过对邯郸局所辖各站开关柜长期的带电测试工作,我们总结出一套相对行之有效的测试方法。
首先对站内设备进行巡检,发现异常数据后,不能盲目去断定开关柜存在故障,要综合开关柜柜内设备类型,结合现场状况作进一步分析。
要听,听开关柜内设备运行中有没有异常声响,局部放电会产生微弱的放电声,通常设备在正常运行过程中也会由于电流的电动力效应导致的导线部分发生轻微的颤动,发出”嗡嗡”的闷音,与此不同,放电的声音则是比较清脆的咝咝声,因此,开关柜大部分局部放电故障是可以通过听声音进行辅助判断分析的。
要闻,放电会产生臭氧和氮气等气体,氮氧化物在潮湿的空气中会产生醋酸,进而腐蚀所接触的金属物体和绝缘表面,我们可以通过闻放电及腐蚀产生的特殊气味来判断是否发生放电,当然这个方法受缺陷严重程度的影响具有一定的局限性。
要看,如果是设备外围发生放电了,最直观的就是可以看到放电的迹象,尤其是发生电晕放电的时候,在放电点周围可以看到光亮,这样就可以直接断定故障部位及故障严重程度。
要想,借助测试仪器测得的异常数据,听到的异常声响,问到的异常气味,看到的异常发光点,对收集到的信息进行关联,分析它们与局部放电的具体关系,为进一步的诊断做好铺垫。
经过对开关柜进行全面的“体检”,最后我们就可以出具一份相对准确的诊断结果书,初步判断开关柜的运行状态良好与否。
4 结论
通过测量暂态地电压判断开关柜是否发生局部放电不失为一种行之有效的方法,但是由于实际现场存在的各种干扰,仅靠仪器测得的数据不足以准确定位缺陷,对于试验人员来说还需要从本质上摸清局部放电发生的机理及造成的影响,结合实际工作经验对开关柜状态进行综合分析。
这就需要试验人员在工作中多听,多看,多想,积累足够的现场经验,再借助仪器对开关柜是否发生局部放电作出准确的判断。
参考文献:
电网设备状态检测技术应用典型案例.国家电网公司生产技术部编.北京:中国电力出版社.2012.
邱昌容,王乃庆.电工设备局部放电及其测试技术[m]. 北京:机械工业出版社,1994.。