带电检测技术在开关柜绝缘故障检测中的应用谢荣

带电检测技术在开关柜绝缘故障检测中的应用谢荣

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国网新疆阿克苏供电公司新疆阿克苏843000

摘要：当前，我国电力系统中应用较为广泛的高压开关柜多是处于35kV、10kV的系统中，其主要服务对象是居民的生活用电，一旦发生故障，就会直接影响到系统的稳定性和人民的正常生活。所以，开关柜设备的安全和稳定运行关系重大，影响十分深远。基于此，本文主要对带电检测技术在开关柜绝缘故障检测应用进行了简要的分析，希望可以为相关人员提供一定的参考。

关键词：带电检测技术；开关柜绝缘故障；检测应用

中图分类号：TM591文献标识码：A

引言

开关柜设备是电力运行设备的核心设备之一，因此开关柜的性能安全是电力设备的基础保障。但由于开关柜的地理环境位置相对较为隐蔽，因此若没有及时对开关柜设备进行及时检验，可能会导致严重的安全隐患问题。所以，必须严格对开关柜的整体安全进行全面化的检测，杜绝安全隐患，保障电力设备的功能性。

1高压开关柜带电检测技术概述

当开关柜内出现了局部放电的问题时，电子就会以极快的速度从带电物体向接地的非带电物体流动，比如柜体，会在柜体上形成高频的电流行波，继而向多方向传播。在放电的范围内，分子之间就会出现剧烈的撞击，继而产生压力，且局部放电一般表现为一种连续的脉冲，所以由这种局部放电而产生的压力也表现为脉冲的形式，这就为声波的产生创造了条件。因为局部放电一般发生在较小的区域内，所以局部放电源一般可视作声源。本文所提及的带电检测技术的原理就是利用暂态地电压、超声波等信号作为一种判断根据，来确定绝缘故障的存在及其不同程度，并基于相应的数据来完成对开关柜的检测和故障定位。当前，将带电检测技术引用于开关柜的状态检测已经十分普遍，且收效明显。这一技术能够有效解决开关柜误动、绝缘故障、异物侵入等问题，能够及时地检测绝缘隔板等内部部件的老化及其引起的故障。

2带电检测技术在开关柜绝缘故障检测中的应用

2.1脉冲电流法

通过对放电过程中的电磁波与金属箱体的环节导入，可以针对在放电过程中的缝隙或绝缘开关垫片的电流行波的现象进行检测，从而达到优化检测。这个方法的运用通常是针对暂态地电压的优化方案。使电流行波在金属箱体的作用下，形成相对脉冲。脉冲电流的应用原理是主要是当局部放电过程中产生电荷运动的同时，通过回路外围，可以测量整体回路的脉冲电流。通过对电流的检测并进行多方面的计划与考察，可以在过程中检测出局部放电位置。特别是可以更快地找到电流回路中的低频区域，从而通过传感器进行数据化的脉冲电流信号的测量。现阶段脉冲电流被广泛用于放电技术的应用过程中，主要是由于在精密仪器的测量过程中，脉冲仪器具有较高的灵敏度。通过对变化电流的测量，明确了放电中的放电数据和可能存在的问题，因此，脉冲电流法可以更好地应用于局部放电过程当中。

2.2数据判断

主要是通过在多次放电过程中的标准数据和实际过程中的实验数据的对比方法，需要通过测量开关柜内的测试值与背景实际值并与标准数据对比，从而发现局部放电过程中的问题。通常标准值如下：当传感器就两者的测量值都小于20dB时，则表示信号源的数据接收正常；当测量值数据在20～29dB之间时，此时需要注意开关柜中开关室的设备检测环节并及时注重信号的变化情况；当测试值小于20dB时，检测人员需要根据放电设备进行设备检修并制定相应计划措施。

3案例分析

在对10kV配电房中的高压开关设备进行局部放电检测期间，发现开关柜的暂时性的电波在检测时有数值偏大的现象，因此可以做诊断性的测试。

3.1超声波检测

非接触式的超声波检测器用于检测10kV沙边线701开关装置和10kV沙边线的706开关柜之间的间隙。判断10kV的水线703开关柜的超声波信号是最强烈的，并且判断出来自于703开关柜的局部放电的电源。

3.2超高频电磁波检测

如果检测到703开关柜后，超高频检测器可用于检测弱的UHF信号。每20ms重复放电，在放电期间幅度改变，放电的次数也不是不变的，分析结果为放电是绝缘的。

3.3声电联合定位检测

显示了声电联合检测的检测电波的形状，放电位置由时域波形的时间差来进行确定。根据放电的位置是接近时间差的最小检测点的原理，可以判定图3中接近时间差为1.70ns的放电点的位置，并且在机柜后面设置深度为60cm，通过对本地部分由开关柜的结构来判断放电点在断路器的底部。

3.4原因分析

（1）绝缘距离不足。在这一案例之中，爬距和空气间隙不足是此次绝缘损坏问题的主要原因。在实践中，有部分厂家生产的手车柜，为了能够缩短柜体的尺寸，就会在很大程度上缩小柜内部件的相间距离，也就容易出现绝缘强度不足的问题。（2）制造工艺与安装不佳。对于开关柜的整体绝缘效果而言，制造的工艺和安装的过程具有十分大的影响力。比如在制造过程中如果局部金属件尖端处理不善就容易引发局部场强的集中；如果开关柜内部构建间距不达标就会降低其绝缘强度；如果出现螺丝等固定的部件松动的小问题也可能会引发一系列大问题。（3）运行环境条件的影响。开关柜的运行受到环境影响较大，且温湿度等运行环境不佳已经成为当前发生开关柜绝缘闪络的主流原因。通常而言，污闪的情况一般需要两个条件，一是“污”，另一个是“湿”。对于那些处于室内环境中的设备而言，“污”的情况较少出现，但是在很多地区，受到变电站所处地理位置、周围环境的影响，可能出现较高的空气湿度，如果不能有效控制湿度，非常容易出现开关柜内部构件出现水雾的情况，最终导致爬电或闪络。

3.5开关柜的防护措施

（1）对开关柜内的少油开关进行改造，以真空开关柜替代以前的开关柜，对非加强型的绝缘部件进行改装升级成为加强型的绝缘件，而且在柜内设备的选择上，不仅要考虑到高压配电室周围的环境状况，而且要对设备的经济性能进行考虑，要保证设备的环境耐受性。（2）在进行高压开关柜的绝缘挡板材料的选择时，要选择那些具有憎水特性的，不能吸收空气中的水汽，而且要是绝缘能力好的，这样可以减少绝缘受潮问题的出现[9]。（3）在对开关柜和室内的温度差异进行综合考虑时，可以设置红外线的加热器来去除柜内空气的水蒸气，这样可以减少开关柜内生成凝露而导致外绝缘面的电击穿以及闪络。（4）可以将空调和排气扇安装在10kV的开关柜的墙壁上面，设定时间按时启动，对室内的湿度进行调节。另外，可以遵守安全运行的需要来对环境进行改造。

结束语

我国经济水平和人民生活水平不断提高，对于供电系统的稳定性、安全性与可靠性的要求持续提高。开关柜设备的稳健运行直接影响到整个供电系统，须引起我们的足够重视。当前，开关柜局部带电检测技术已经具备了一定的实践基础，具有广泛的应用前景，我们需要继续关注其检测方法、检测分析，尤其重视精确定位及故障排除的问题，加强研究，为我国电力系统稳健运营提供支持和保障。

参考文献

[1]郭蕴.开关柜局部放电带电检测技术的运用[J].科学技术创新,2018(25):48-49.

[2]时广华.开关柜局部放电带电检测与故障模式识别[D].东华理工大学,2018.

[3]刘辉,刘强,刘行行,周中锋.暂态地电压测试技术在开关柜带电检测中的应用[J].机电信息,2018(12):98-99.

[4]留毅,方伟文.开关柜中局部放电检测的技术应用[J].通信电源技术,2018,35(02):120-121.

[5]蒋超伟,苏淼,陆颖杰,唐亚前.应用带电检测技术对开关柜早期缺陷的诊断[J].宁夏电力,2017(06):53-57+70.