开关柜局部放电检测典型案例

10KV开关柜局部放电检测案例汇编

前言：

10kV开关柜内部局部放电的种类很多，主要分为内部放电和表面放电两种，目前主要采用的非介入方式、带电检测的方法主要为超声波检测和暂态地电压（TEV）两种检测方式，对于一些放电，我们可以同时侦测到超声波信号和TEV信号，而另一些放电情况我们只能检测到两种信号中的一种，因此在实际使用中，我们应该以这两种检测方式互为补充，才能够更好的检测到所有的局部放电情况。

暂态地电压检测原理：

局部放电暂态地电压（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（Transient Earth Voltages）具有外界干扰信号少的特点，因而检测系统受外界干扰影响小，可以极大的提高电气设备局部放电检测，特别是在线检测的可靠性和灵敏度。用于高压开关柜在线监测有明显的优点，因此这一测量技术发展很快，已在英国和法国的几个400kV变电站中取得经验。德国一些大学对此技术很感兴趣，经过多年的努力，英国EA公司已经收集了一万多条涵盖所有不同型号的高压设备的暂态地电压（TEV）的数据库，对柜体内器件（如CT、PT）、母线连接处、支持绝缘子表面及开断装置进行了试验验证。到目前为止，该技术已经在世界多国应用，各国的研究均表明，暂态地电压（Transient Earth Voltages）的在线监测有很好的前景。对于国内，早期对高压开关柜可靠性的重视度不够，此技术在国内发展较慢，但由于该技术越来越多的得到国内认可，北京、上海、广州等大城市已经开始应用，并且取得了良好的效果。

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, 形成电流脉冲并向各个方向传播。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, 高频信号就会传输到设备外层。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。这些电压脉冲是于1974 年由Dr John Reeves 首先发现, 并把它命名为Transient Earth Voltage 暂态对地电压, 简称TEV。

中低压开关柜局部放电在线检测定位技术采用暂态对地电压的原理来对开关设备局部放电状况进行检测及定位, 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。检测定位原理见图1。

采用比较电磁脉冲抵达不同探测器的时间差异来确定放电点的方法在本质上优于采用比较信号强度来确定放电点的方法, 因为电磁波的多次反射可能造成幅值测量结果不正常。

一案例1

（1）检测情况。2008年3月11日，在对北京某220KV变电站的10kV开关柜进行状态监测时，使用PDL1地电波局放定位仪发现203开关柜存在异常，数值比其他开关柜大很多，如表1所示：

环境读数：空气24dB、金属32dB;环境温度20℃、环境湿度43%

检测位置前中

(dB) 前下

(dB)

后上

(dB)

后中

(dB)

后下

(dB)

侧上

(dB)

侧中

(dB)

侧下

(dB)

3号变压器

10kV母线

进线柜体

-- -- -- -- -- 63 58 --

203 44 40 41 -- 44 49 44 -- 203-5 40 38 40 -- 38 -- -- --

10kV进线柜体进行连续在线监测。PDM03监测探头及天线布置情况如图1所示：

（图1）

测试数据：开始时间2008-2-27 16:07:00，结束时间2008-2-29 11:00:00 PD数据报告如表2所示：

通道最大

水平每周期

的脉冲

数

平均

水平

短期放

电剧烈

程度

各通道脉冲

总数

占总

脉冲

数百

份比

每个电气

周波脉冲

数最大值

对应

水平

值

占时

间百

分比

长期剧

烈程度

最大短

期剧烈

程度

1 5

2 2.02 32 804 3034544

3 2.02 52 100 16 804

2 4

3 0.001 1 0 5233 0 0.102 22 96 0 1

3 43 2.171 32 307 1836039 2 2.171 43 96 9 307

4 37 1.714 34 121 16384542 1

5 3.942 34 100 110 198

5 52 14.65

6 52 5835 63178380 58 14.656 52 100 3295 5835

6 3

7 0.183 25 13 770907 1 0.354 34 9

8 2 18