高压开关柜带电检测技术的应用与案例分析

高压开关柜带电检测技术的应用与案例分析

发表时间：2018-03-13T11:50:18.823Z 来源：《电力设备》2017年第30期作者：李杰耿保华[导读] 摘要：开关柜是电力系统的主设备之一，其运行状态对电力系统的可靠性具有重大的影响。

（国网新疆电力公司阿勒泰供电公司）摘要：开关柜是电力系统的主设备之一，其运行状态对电力系统的可靠性具有重大的影响。电网中开关柜类设备故障的发生，带来的后果是十分严重的，其直接的危害是被电气设备所保护的线路、设备受损，并造成电量损失；间接的危害则造成用户大面积停电，降低供电可靠性。本文介绍了开关柜带电检测新技术，新方法，对高压开关柜的预防性停电检修试验与带电检测技术进行了对比研究与分析，分

别阐述了高压开关柜的停电检修试验与带电检测技术，介绍了各自的优缺点，其中突出了预防性停电检修试验的不足之处与带电检测技术的优越性，最后结合丰富的高压开关柜检修实践经验，选取个别典型带电检测案例进行了深入分析。

关键词：带电检测；开关柜；停电试验；对比；应用前言

高压开关柜在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，起开合控制和保护的作用，是重要的电网设备，伴随着不断发展壮大的城市电网，高压开关柜的安全可靠运行逐渐获得重视，在电力系统中占有举足轻重的地位，传统的高压开关柜定期检修是在不了解设备情况下进行的，浪费了间与精力，给客户带来了一定的损失。因此，积极开展电力设备带电检测的研究，对于准确的故障检测与定位是十分必要的。

1. 高压开关柜带电检测技术介绍

随着电力系统自动化和供电可靠性要求的日益提高，对高压开关柜的可靠性提出了更高的要求。电力系统中检修电力设备逐渐从检修故障、预防性检修过度到状态检修，高压开关柜作为输配电系统广泛应用的设备，非常注重实行状态检修，因此，对处于工作状态下的高压开关柜各方面、各部件的运行状态进斤带电检测，预防事故的发生和扩大，提高高压开关柜的可靠性是必要的。

1.1超声波信号检测

超声波检测技术是指对于频率介于20-200kHz区间的声音信号进行采集、分析、判断的一种检测方法。当有放电发生时，放电信号通过行波的形式传输到壳体上，将超声传感器粘在金属壳体外接受信号，检测放电信号的大小，频率特性等，该检测方法不受电磁干扰的影响，能有效应用外壳的环境，（例如气体绝缘开关）、大电容器的检测，用于确定一个复杂系统内PD源的准确位置。在站内进行检测时，一般日光灯会产生超声。对环境进行检测时，若发现有超声干扰可关闭测试周围所有的灯后，再进行检测。在检测时应最大限度的保持周围环境的安静，不要人为的产生噪音，而影响检测的准确度。对设备进行超声波检测时，要对环境进行检测时，若发现有超声干扰可关闭测试周围所有的灯后，再进行检测。

围环境的安静，不要人为的产生噪音，而影响检测的准确度。对设备进行超声波检测时，要分别使用接触式和非接触式对设备进行检测。因为当设备内部有异常时有些情况下只有一种方式能检测到。

1.2红外测温检测

电力设备在运行中会产生热效应，红外热像检测技术可精确量化探测到的热量，准确对发热的故障区域实施识别与分析，红外热像仪是该技术的关键设备，其是利用非接触方式探测红外热量，并将其转变为热图像与温度数值，进而在显示器上进行显示的检测设备，其主要原理是利用光学系统把物体的红外辖射进行滤波、汇聚后，根据先后时间顺序把聚焦之后的红外福射进行排列，传输至红外探测设备转变为对应的电信号，再对信号进行处理后传输到显示器显示或者存储器中储存。红外测温通过对电气设备表面温度及分布的测试、分析和判断，准确发现电气设备运行中的异常和缺陷。检测开关柜及进出线连接处，红外热像图显示应无温升、温差和相对温差。注意与同等运行条件下相同开关柜进行比较。测量时记录环境温度、负荷及近3小时内的变化情况。

1.3暂态地电压检测

根据麦克斯韦电磁理论，局部放电现象的发生产生出变化的电场，变化的电场激荡起磁场，而变化的磁场又会感应出电场，这样，变化的电场和磁场相互激发并向外传播，形成电磁波。通过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，同时产生一个暂态地电压，通过设备的金属箱体外表面而传到地下去。这些电压脉冲命名为暂态地电压。暂态地电压检测的优点是：1）能够及早发现开关柜的绝缘缺陷。一般而言，发生故障前存在局部放电现象的可能性很大，及早发现并进行维护处理，可避免大规模停机故障的发生2）为采取针对性的检修策略提供了有效的故障定位和诊断分析。3）具有一定的抗干扰能力，能够提供较为有效的试验数据。

2.开展开高压关柜带电检测与停电检测的对比分析 2.1 停电检测

从20世纪50年代起，我国变电站电气设备的检修工作主要是按照《电气设备预防性试验规程》的要求对电力设备进行定期的停电试验、检修和维护，虽然对减少和防止设备的故障发生起到了良好的作用，但也存在不少缺陷。定期停电检修试验存在下述几点不足（1）最突出的是在试验过程中需要停电。当前的电为供应还是比较紧张的，即便是计划性停电，也会影响到正常的工业生产及居民生活，有时为了确 保某些重要生产路线的不间断运行而不能对需要检修的高皮开关柜实施断电（2）停电检修试验的时间较为集中，且工作量较大。绝缘预防性试验工作集中在春季，由于要在短时间内完成设备的检修试验，故其具有比较大的劳动强度，带来一定的安全隐患。其中包括括试验人员在进行开关柜回路电阻测量时，误入带电间隔，触电身亡事件。

（3）传统的预防性停电试验主要是依靠耐压试验来进行设备的绝缘性检查，其试验本身对设备具有一定的破坏性，且由于高压开关柜的预防性试验周期一般是3-6年，很难在两次试验间发现设备存在的故障或缺陷，极易造成不良事故的发生。

（4）停电检测效率较低。以一面开关柜为例。需要检修专业人员2人，试验专业人员2人，保护专业人员2人，一面开关柜停电时间平均8小时，一面开关柜停电检修消耗工时为48（人.时）。

2.2带电检测技术

高压开关柜的带电检测试验是在设备带电运行的情况下，采用非介入、不停电的方法进行检测。目前，主要有暂态地电压检测和超声波局部放电检测两种方式，同时辅以红外测温等手段。高压开关柜带电检测与停电检修试验相比具有较大的优越性，主要表现为以下几个方面：