10kV配网开关柜局部放电带电检测曾庆跃

10kV配网开关柜局部放电带电检测曾庆跃

曾庆跃

广东电网有限责任公司中山供电局

摘要：本文阐述了10KV配网开关柜局部放电带电检测的重要性，危害性以及在电力系统中的应用，并对10KV配网开关柜状态检修原则作了说明。

关键词：10KV；开关柜；检测

一、10KV配网开关柜局部放电检测的重要性

10KV开关柜作为配网重要的组成部分之一，对电网运行的稳定与安全有很大的影响，以往对配网开关柜进行巡视、技术检测和实验时，对设备缺陷的要求很难做到准确掌握。在带电检测方面，通常采用的是非接触检测方法，这种方法在目前来说比较成熟，如红外线和紫外线检测技术主要是对避雷器、变压器等敞开式设备进行检测。而对于封闭式的10KV开关柜受到外壳屏蔽的影响，效果不是很好，而采用最合适的方法对其进行检测才是关键，根据实际运行的状态和故障发生之前潜伏期内产生局部放电，使10KV开关柜设备发生绝缘劣化，而对其绝缘故障的检测与评价是检测的主要手段，在实际运行中，对10KV开关柜采取这种合适的局部放电检测方法有着重大的意义。

二、10kV配网开关柜局部放电带电现象的危害性分析

1、开关柜设备被击穿的危害性

在10kV配网及开关柜设备运行过程中可能会出现击穿以及绝缘放电现象，而该现象发生后易产生较强腐蚀性，进而对开关柜设备造成局部损伤或者腐蚀，增强开关柜设备绝缘体的导电性，从而造成10kV配网开关柜设备被击穿的状况，影响整个10kV配网的运行安全。

2、开关柜局部被击穿的危害性

在10kV配网运行中，开关柜局部放电会引发放电处绝缘体被击穿。开关柜绝缘体局部被击穿不仅会危害开关柜的结构与功能，同时还对10kV配网的整体运行造成一定威胁。

3、开关柜绝缘系统被击穿的危害性

10kV配网开关柜局部被击穿，若不及时加以检修，长此以往将会在10kV开关柜的放电点以及放电部位形成积累效应，导致开关柜绝缘系统出现崩溃现象，严重的话会造成开关柜绝缘系统彻底被击穿，从而影响10kV配网运行的安全性与稳定性。

三、局部放电检测在电力系统中的应用

配网设备数目庞大，运行环境复杂，针对此状况，中山供电局为提升工作效率减少工作量，在实际运用过程中，摸索出“普测建基础，复测抓重点，累积做更新，动态调周期”的测试方法。

先行使用便携式局部放电测试仪对设备进行普测（普测周期约为3个月一次），通过普测逐步建立起设备状态库，将正常合格设备与异常数据设备分列入状态库中。针对有问题或异常数据库设备开展复测（普测后7～10天内），建立复测档案，同时对于测试数据严重超标设备采用便携式局部放电定位仪进行故障定位测试。

根据普测和复测结果建立设备状态评价库，结合停电计划和安排伺机对缺陷设备进行检查和处理，对处理的设备记录处理结果和原因分析，在设备处理完毕后（约2周内）及时开展局部放电测试，对比处理效果，如正常则更新状态库并在下一次普测过程中增加关注，如仍存在异常则继续滚动的复测和伺机处理。

结合数据测试结果和设备评价库，对于持续数据良好测试数值低且运行年限不长（不超5年）的开关柜将测试周期逐渐由3月一次动态延长至6月一次，重要用户及保电设备开展动态监测，保持3月一次的测试监控力度。

通过对开关柜进行局部放电监测，可以有效的发现开关柜内部的绝缘缺陷，消除隐患，同时利用累积数据及状态评价库可以合理有效分配测试工作量，使得效率大为提升取得良好成效。

1、测试过程

测试过程中需要严格遵照局部放电检测仪器说明要求，做好各项防护，测试过程遵循“先背景，后测试，排干扰，细读数”的方法。

采用TEV方法测试前先进行背景值的测量，记录空气和金属制品背景声。由于开关柜外部的电磁信号一样可以在开关柜上产生暂态对地电压（TEV），这些信号源同样可以在变电站内的金属物品上产生暂态对地电压，如金属门或栅栏处，测试金属面板上的背景值时并不是在开关设备上检测，应着重在金属门、金属栅等金属制品上检测，要求在开关室不同的位置检测三个点的值，并取中间值作为背景信号的参考值。

TEV方法测试过程中需要注意对干扰噪声的排除：避免将手机靠得过近产生干扰；测试过程中注意荧光灯及风机风扇的影响，可以将其先关闭后进行测试，根据实际经验所得数据一般比未关闭要低几分贝；同时要注意配电房周边环境影响，在实测过程中发现部分测试地点的微波发射塔对测试数据有较大影响，通过多次测试对比排除的干扰因素后测试结果属正常范围；干扰过大的时候可以在连续模式的所得脉冲数中明显看出，此时脉冲数一般会达到几千乃至上万，可据此排查噪声干扰。

将TEV测试仪器探头贴紧开关柜壁进行测试。实际测试过程中会经常发现存在测试数据跳跃过大的情况，此时需要灵活的变换采用TEV的两种测试模式：单个模式和连续模式，选取其中读数稳定的作为测试数据；单个模式方便易读数，当其值稳定时可以直接采用读数；当单个模式数值跳跃时，换用连续模式，而且要贴紧测试的开关柜面板，并且一定要记录下对应的脉冲数作为后续的辅助判断，仔细观察数据选择记录相对稳定和幅度大的作为测试数据。

当测试完毕TEV模式后，采用超声波模式时同样要先测试背景读数，并且刚开始测试时调整增益到最大，如果读数太大时适当的减小增益；将传感器对准开关设备的空气通道处进行测试，在测量的时候一定要注意保持足够的安全距离；超声波传感器沿着开关柜上的缝隙扫描进行检测，传感器与开关设备间一定要有空气通道，用来保证超声波信号可以传播出来。

测试过程中主要检测母排（连接处、穿墙套管，支撑绝缘件）、断路器、电流互感器、电压互感器、电缆接头等设备的局部放电情况。测试仪器传感器应尽量靠近观察窗、通风百叶等局部放电信号易泄漏部位的金属面板上，实际测试过程中一般选取前面板中部和下部，后面板的上、中、下部位，侧面板能测试时也要测试。如果出现检测数值较大的情况，建议测量三次以上以确定测试结果，测试时可以在观察窗上下位置测试对比数据，选取其中较大的作为测试结果，超声波测试过程中要在缝隙处来回听两次避免疏漏。

2、数据分析判断

每次测试完成后，须对所测数据进行分析判断，在结合实测经验以及同行测试的经验基础上，采用如下的数据判断方法。

当发现开关室内TEV背景值与开关柜测试值都在20dB以下时，且脉冲数正常没有过大达到几百乃至上千，表示开关设备正常，下次再次进行普测；如脉冲数测试过大，须根据测试排查噪声的要求予以排查，排查处理后再重新测试。

如果开关室内TEV背景值在10dB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，设备评价库中标明“注意”，跟踪观察以后检测幅值的变化趋势。如果开关室内TEV背景值在10dB以下，而某些开关柜的TEV测试值大于30dB，则表明该开关柜有局部放电现象，应使用定位技术对放电点进行进一步的定位。

如果开关室内TEV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；如属于外界干扰信号，可根据信号源类型，进行酌情处理，并复测一次。如果在某个开关柜的超声波测试数据幅值大于6dB小于20dB，说明开关柜内存在一定程度局部放电，需要进行复测。

如果在某个开关柜的超声波测试数据幅值超过20dB，说明该开关柜内部存在严重的局部放电，应尽快组织复测，密切关注检测幅值的变化趋势。

根据测试结果结合停电计划对开关柜进行缺陷处理，对所有通过缺陷处理过的开关柜，应再次对该开关室进行局部放电检测，检测结果跟处理前进行比较，衡量故障处理的准确性，并将其纳入跟踪测试范围予以关注。同时数据判断还应进行横纵向对比，对于同一开关柜要进行对比其周期历史数据看变化大小差异，如果增加幅度超过5~10dB以上都须要予以加强关注，安排复测；而同一室内若是相同类型开关柜差异过大达到或超过了10dB时需要引起注意，须进行现场分析是否柜体附近有较强的干扰源以及跟踪关注检测柜体是否有故障缺陷安排重新复测。

TEV测试方法能有效检测到绝缘内部放电现象，超声波作为表面放电最成功的检测方法有很高的灵敏度，所以测试局部放电结果需要综合TEV和超声波两方面来分析起到良好的互补效果。

四、10KV配网开关柜状态检修原则

（1）坚持“安全第一”原则，将设备可靠性和管理水平的提升作为主要目的。对设备状态加强检测和分析，用科学、合理的方法对检修项目、检修间隔进行调整，并制定相应健全的管理制度，以保证设备运行安全。

（2）建立详细的10KV开关柜的整体实施方案，严格遵守科学规划、先行试点、分步实施、逐步推进的原则。另外，对设备状态的检修，要具有长远目标和构思，并具备扎实的专业技术基础，分布实施、先行试点，将取得成功的经验做为基础，实施逐步推广。

（3）规范、完善设备状态检修的基础管理，加强检修质量的管理力度，全面将设备管理责任制落实到位。从制度、技术、人员上抓起，为设备状态检修的实施打下良好的基础，以保证设备的健康运行。

结语

通过实践证明采用超声波和TEV技术相结合的10kV开关柜局部放电检测是非常有效的，通过本技术的使用结合设备状态库，为庞大的配网开关柜设备实现状态检修提供了可靠的技术数据和有益的尝试，是一种实用又有效的检测技术。

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