10千伏配网开关柜局部放电带电检测应用

10千伏配网开关柜局部放电带电检测应用

赵东辉，桑永建，康世荣，王爽

天津平高智能电气有限公司，天津 300300

摘 要：伴随我国的电力系统持续发展进步，对于电力系统而言开关柜同样得到广泛运用。此文主要针对介绍了局部放电带电检测原理，对常用开关柜放电带电检测技术展开分析，且针对10kV开关柜的局部放电带电检测技术运用展开实践研究。

关键词：10kV开关柜；带电检测技术；应用研究

10 kV 开关柜是配网的重要组成部分，其运行的稳定性直接影响到电网安全运行，配网开关柜依靠以往的巡视、试验和检测技术，往往难以达到及时掌握设备缺陷的要求。传统的停电预防性试验技术主要是依靠耐压试验进行绝缘性能检查，由于 10 kV 开关柜预防性试验周期的时间间隔为 3 ～ 6 年，很难发现在两次预防性试验时间间隔之间发展的绝缘缺陷，这都容易造成绝缘不良事故; 在带电检测方面，目前采用较多较为成熟的非接触检测方法，如红外和紫外技术，它对于变压器、避雷器等敞开式设备的检测效果非常好，但对于 10 kV 开关柜这种封闭式设备，因有外壳屏蔽，效果不甚理想。因此，采取适当的方法进行监测是很有必要的。而根据实际运行经验发生故障前在事故潜伏期内应该都可能有放电现象产生，局部放电是导致 10 kV 开关柜设备绝缘劣化、发生绝缘故障的主要原因，其检测和评价已经成为绝缘状况监测的重要手段，因此，在配网10 kV开关柜设备实际运行中采取合适的局放带电测试方法具有重大意义。

一、10kV配网开关柜产生局部放电情况的原理

开关柜绝缘系统中不同部位的电场强度也存在着不同，某个区域的电场强度达到了一定程度击穿场强的时候，会产生放电的情况，局部放电指的是放电没有击穿绝缘系统的现象。绝缘介质中电场的分布、绝缘的电气物理性能等都会引起局部放电的情况。通常情况下高电场强度、低电气强度情况下更容易产生局部放电的情况。局部放电是电气设备中的隐患，产生的过程具有缓慢的特点，10kV配网开关柜的稳定性对电网系统来说有着重要的意义，需要对开关柜投切动作进行准确的分析，保证开关柜的正常运行，使电网系统能够稳定运行。开关柜在运行中会出现电流不均匀的情况，这使系统内部部分位置电场强度变大，导致放电的问题，难以保证电网的稳定运行。10kV配网开关柜产生局部放电的原理是，当开关柜中存在电场，各零部件承受的电场有着较大的差别，某位置的电场强度较大的时候，会出现放电的情况。10kV配网开关柜中产生放电的位置比较多，其中包括导体、接触部位等，同时，当开关柜受到了污染的时候也会产生局部放电的现象。

二、10kV 配网开关柜局部放电带电检测技术的应用

1、高压开关柜的技术检测要求。设备的检测是开关柜局部放电检测的首要条件， 尽量保证快捷简单的各项设备参数，并对设备的功能性能进行校对，方便运维检修人员能够对开关柜设备的正常运行进行快速检查。 同时，在检测中，主机设备和检测探头之间应当是同轴屏蔽结构的传输线，并能起到相互适应的效果。 另外，检测探头的传感能力也是开关柜检测过程中必须注意的地方， 以利于开关柜设备局部的放电情况能够更加准确的进行测验。

2、10kV 配网开关柜技术检测方法。目前，最为常用的 10kV 配网开关柜局部放电带电检测方法有两种：①超声检测方法；②TEV 检测方法。采用超声波检测方法能够对开关柜局部放电情况进行检测，如果超声波产生的强度越高，则代表开关柜局部具有越加强烈的放电现象。同时，开关柜局部放电的实际电量也可以利用超声波的强度和频率检测进行有效计算。 而要计算开关柜的放电量通常使用 TEV 检测方法，如果开关柜局部具有放电，则绝 缘破坏情况将在开关柜的多个部位出现：①垫圈连接处；②电缆绝缘终端；③绝缘部件等。 另外，暂态电压将会在电磁波的释放过程中产生， 而开关柜的金属箱体表面会成为暂态电压进行接地操作的途径。

3、10kV 配网开关柜的放电带电检测在不同环境下的操作。如果 10kV 配网开关柜设备在环境污秽的情况下进行，会因此而增加其电阻值，如果此时利用 TEV 法来检测开关柜局部放电情况，可能会出现推算值产生误差的情况，要么数据会偏小，要么会检测不出，所以，此时利用超声波检测法是比较适宜的。10kV配网开关柜如果在情况比较潮湿的环境下，其设备可能会出现局部放电现象，并会加快其声音的传播速度，在这种情况下要对开关柜放电情况进行检测， 如果使用超声波检测法，会出现推算结 果偏大的情 况，而 TEV 检测 法 却 能在该环境下发挥有效的作用。另外，TEV检测法应当优先适用于高海拔条件下的检测，因为该地区空气比较稀薄，其传播声音的速度相对较快，声能随之增加，所以，如果要对开关柜局部放电情况进行检测，应当采用TEV检测法。

三、10kV配网开关柜局部放电带电的防范措施

1、对10kV配网开关柜进行规范与科学的设计10kV配网开关柜设计是否规范与科学直接关系着后期开关柜设备的运行状态，因此做好10kV配网开关柜设计尤为必要。在10kV配网开关柜设计过程中需要考虑开关柜的位置设定、安装施工以及其功能性三方面因素，同时还要严格按照开关柜相关绝缘标准开展设计工作，确保开关柜零配件质量，并对各开关柜之间的距离进行严格控制，只有这样才能保证后期开关柜设备的稳定与安全运行。

2、运行前进行10kV配网开关柜试验。为了进一步确保10kV配网开关柜的运行安全，在开关柜投入到10kV配网使用前，应以电力强制性规定与相关设计要求为依据，对10kV配网开关柜进行耐压试验，试验完毕后，符合试验规范及国家电力相关规定的10kV配网开关柜设备，方可投入到实际配网系统运行中。

3、运用新技术做好10kV配网开关柜运行维护与检修。10kV配网开关柜在运行过程中局部出现放电带电情况在所难免，然而其危害性不容忽视，要实现10kV配网开关柜的安全运行，应对10kV配网开关柜进行定期检测，在检测过程中若发现开关柜局部存在放电或者带电等问题，应结合实际情况及时对其进行正确检修。与此同时还要对10kV配网开关柜采取一定的维护措施，时刻关注开关柜的运行动态，正确维护开关柜设备，以此来延长开关柜的使用寿命，节约开关柜投入使用成本。另外在检修维护过程中应不断革新检修技术，提高开关柜局部放电带电检修质量。

四、实例分析开关柜局部放电检测技术的应用

XX供电公司XX开关站G3柜。普测时发现数据严重超标，柜前下部TEV数据达到了24dB，用超声波可以清晰听到放电声超声波幅值为28dB，从观察窗处可见到紫蓝色火花放电，呈现圆圈状，在停电计划安排后当即进行了处理，通过检查发现开关间隔的开关真空管泡连接母排处外套破裂，柜体内锈蚀非常严重，通过更换后及时处理了故障。其故障如图1所示：

综上所述，随着电力科技的发展，人工智能、远程传感、海量数据加工和处理技术得到飞速发展，10千伏配网开关柜的性能和结构将会有较大的改变，防范10千伏配网开关柜局部放电的难度将会逐步提高，只要在电力工作中客观认识1 0千伏配网开关柜局部放电的原理，掌握10千伏配网开关柜局部放电的检测方法，就能够迅速形成对10千伏配网开关柜局部放电的控制，将10千伏配网开关柜的状态保持稳定，确保10千伏配网开关柜结构和功能的稳定。

参考文献：

[1]　 梁钊，杨晔闻，叶彦杰．电力变压器局部放电检测方法探[J]．南方电网技术，2011，（1）．

[2]　 幸晋渝，刘念．高压开关柜的在线监测与故障诊断技术[J]．四川电力技术，2008，27（6）．

[3]　 陈宇茜，张荣耀．10kV开关柜、环网柜引进中有关绝缘方面的几个问题[J]．广东电力，2008，12（3）．

[4]　 杨献智，章坚．10kV配网开关柜局部放电带电检测应用[J]．电力科学与工程，2011，27（6）．

[5]　 叶凤军．10千伏配网开关柜局部放电带电检测应用[J]．应用研究，2012，（21）．