带电检测技术在开关柜绝缘故障检测中的应用探讨罗世豪

带电检测技术在开关柜绝缘故障检测中的应用探讨罗世豪

罗世豪1刘兴艳2张宇红3陈晓红4

(1、2贵州电网有限责任公司贵安供电局贵州贵安550025;3贵州电网有限责任公司铜仁供电局贵州铜仁554300;4贵州电网有限责任公司铜仁碧江供电局贵州铜仁554300)

摘要：在电力设备当中，开关柜是非常重要的一个组成部分，其内部绝缘性对配电柜是否能够有效安全的运行有着直接影响。在电力运行的时候，由于温度、湿度等因素可能会导致线路出现老化以及产生局部放电的问题，最终造成绝缘故障，严重影响电力供应，对于开关柜绝缘故障一定要采取合理的方式进行检测。在检测的过程中主要通过带电检测的方式，利用先进的设备对其进行检测和诊断，对设备的运行状态直接进行采集，确保设备能够在监测的状态下处于稳定安全运行的状态。

关键词：带电检测技术；开关柜；绝缘故障检测；应用

1带电检测技术概述

1.1带电检测技术含义

和长时间的连续性监测不同，带电检测技术主要是在运行条件下对设备进行现场检测，这些设备通过仪表试验仪器等便携式设备来分析、测量数据，并且比对数据以及相关的标准参数，最终判断开关柜是否出现潜在的故障，在电气数据检测的过程中，一定要确保采集到的数据准确而有价值。

1.2带电检测技术的优势

和现有的电力设备实验而言，带电检测技术的优点很多，传统的开关柜绝缘故障检测往往只是对预防性试验比较重视，所以如果产生开关柜故障往往会导致整个系统安全产生影响，所以在进行预防性试验的过程中，一定要保证具有一定的周期性。在运行一段时间之后就停车进行检测，然而这种带电检测技术可以将原有预防措施造成的停车经济损失大幅度的降低，在检测的过程中带来很大的方便。与此同时电力设备在运行的时候，可以确保在带电检测技术下全面地对设备进行检测，分析可能出现的安全隐患，比如说对于一些使用时间较长的电气设备往往会出现严重的老化问题。在电气实验检测的过程中无法对瞬间的高压进行承受，也无法进行停车试压实验，而使用带电检测的技术能够对这一缺陷进行有效的弥补，让用户处于运行的条件下进一步了解开关柜的状态，最后利用带电检测技术能够将设备出现安全隐患及时的发现，依照隐患出现的情况合理的进行停车检修时间的设定。

2开关柜绝缘故障分析

造成开关柜出现绝缘故障的原因较多，总而言之主要是局部性内部放电所导致的故障。局部放电所导致的故障主要出现在电极之间而没有贯穿电极间的放电，这种放电看似微弱，但是累积起来会不断的导致绝缘介电性出现恶化，最终击穿整个绝缘体。以绝缘材料为基础对局部放电进行分析的过程中可以分为表面放电以及绝缘材料的内部放电。在传播形式方面也主要以气体电磁声等形式的释放为主，总而言之造成开关柜绝缘故障的原因多种多样，主要有以下几点。

首先是开关柜内部出现了误动以及拒动造成的故障，造成这一故障的原因主要是操作机构和传动机构产生机械故障，另外电气辅助回路系统出现故障或者控制部分出现故障都会造成局部放电的产生，导致拒动和误动的情况出现，另外还需要注意的是带电检测技术并不只是针对机械故障。

其次是因为断路器本体导致的开关柜开关和闭合时出现的故障，这一问题主要是不同断路器出现差异而导致的。

第三是开关柜内部的隔离插头由于接触过窄或者接触不良导致载流出现故障，最终融化燃烧触头，导致内部出现破坏，造成绝缘故障。

第四是各种内部原因导致的开关柜绝缘故障，这种绝缘故障较为典型，比如说，内绝缘对地闪络击穿、外绝缘对地闪络击穿、雷电过电压闪络击穿等。

开关柜绝缘故障还有一些是由于外力或者其它故障导致的，比如说自然界的一些不可抗力、外界的物体撞击以及动物、昆虫导致的线路短路造成的绝缘故障。

3开关柜带电检测技术的一般应用

3.1暂态的电压检测技术

一般来说，在开关柜由于内部问题而导致局部性放电的时候，在不连续金属断开面下，一些带电粒子在通过开关柜内部导体的过程中会向开关柜当中迁移，在这种条件下，开关柜就会出现表面带电等情况，尤其是在一些高压开关柜当中，高频开关电流会在开关柜外表面集聚，通过电磁波的方式对外空间进行传播，从开关柜金属外表面的角度而言，局部放电可能会导致金属外表面出现对地暂态电压。这种对地电压可以利用带电检测技术通过传感器对其进行检测，并且具体对读数进行分析可以对电压信号的幅值进行判断，最终对开关柜局部放电过程中的危险性以及具体位置进行确认。

3.2超声波检测技术

同时通过超声波技术一样可以对开关柜的局部放电情况进行有效的检测，在开关柜出现局部放电情况的条件下，电荷会出现快速迁移的过程，在迁移的过程中可能会导致电波之间出现机械震荡，机械震荡波会向声波转变。这种声波在经过开关柜间隙的过程中往往和放电活动的趋势相同，也就是在开关柜出现局部放电的过程中，其强度会比绝缘本身的属性高。在开关柜绝缘被击穿的条件下，如果情况严重可能会导致操作人员出现致命的伤害，通过超声波检测技术可以有效的检测放电频率，在10k赫兹到1000k赫兹的电信号对声波的特征信号进行有效的明确。在此过程中通过便携式超声波检测设备完成检测的时候，只能对超声波反馈的电信号正常值进行分析，这种检测只能简单的进行信号强度的检测，如果想要对放电过程中出现的缺陷进行更深入的检测，一定要通过局放调理电路来将超声波信号转变为可听性的信号。操作人员在操作的过程中，可以通过可听信号耳机，来对信号放电的位置和具体类型进行间接性的判断。在超声波技术检测的过程中，也可以通过GIS技术局部检测开关柜，这种技术和上述所说超声波检测方法而言更为成熟，通过这种技术可以有效的检测开关柜的局部放电情况，最终综合性的对局部放电情况进行检测。

4带电检测技术的具体应用

4.1超声波检测的具体应用

在检测某电厂变压电站开关柜的过程中，主要是进行超声波局部放电检测。这种检测能够有效的将存在的异常发现，在306间接检测的过程中，可以发现其有效值达到了8.5mv，在对有效值进行分析的过程中，还可以对周期性峰值进行判断，达到了26mv。这样就可以发现其频率相关性在50赫兹到100赫兹较为明确。在这种条件下，其有效值处于0.45mv左右时，峰值达到了1.6mv。在实际背景测量的过程中没有产生频率相关性，这就说明在测量的过程中，背景测试不存在其他方面的干扰，另外在间隔测试的过程中，测试信号出现一定的增长，这种增长是急剧性的。

在进行相位模式分析的过程中，其检测产生的信号复制相对较为分散，出现了聚集性是不明显，本身也没有产生明显的急剧性，可以将自由颗粒导致的影响排除，然而没有产生急剧性的情况，得出的结论是没有出现局部放电及电晕放电的情况。

对于这种现象出现的问题主要需要在开关柜进行集体性的检验，将开关柜当中母线是否出现烧灼、放电的情况进行检查，判断是否产生引线或触头连接螺栓松动的情况，积极对这些问题进行解决。

图1306间隔超声波测试相位模式图

4.2暂态地电压测试现场应用

如果通过暂态地电压现场测试，可以将开关仪器数据显示的情况进行分析，并且判断是否电压出现异常，比如说，对于现场开关柜暂态的电压，可以在间隔位置各个点进行电压测试数据的偏差性判断，脉冲数值重复性较好。在对其进行测量的过程中对比最近一次暂态数据，可以对开关柜是否出现绝缘故障造成放电异常有效的判断，通过图1分析可以发现暂态电压出现中间高、两边低的情况，对于这种情况可以通过超声波来进一步进行检测，通过声波声频设备对放电声音进行分析，并且了解放电的情况，采取合理的方式进行处理。

结束语

总而言之，在开关柜绝缘故障检测的过程中，带电检测技术具有非常重要的意义，在实际检测的过程中需要对相关技术进行合理的使用，找出问题的根源，并且有效的将其解决。

参考文献:

[1]查坚卿,艾春,盛守贫,等.基于侵入式带电监测技术的中高压开关柜局部放电在线监测系统的研究[J].华东电力,2014,42(11):2397-2400.

[2]赵邈,齐飞,周恒逸,等.带电局放检测技术预防10千伏环网柜故障的应用[J].中国电业,2016(19):78-79.