浅议10KV配网开关柜局部放电检测

２０１　４年第６期　（总第２８５期）　黧离妻懒　（ＣＮＯ．６．２０１４　ｕｍｕＩａｔｉＶｅｔｙＮＯ．２８５）　浅议ＩＯＫＶ配网开关柜局部放电检测　柏　征　（广西电网公司来宾供电局，广西来宾５４６１Ｏ０）　摘要：随着我国南方电网规模的不断扩大，电网设备数量急剧增加，１　０ＫＶ配电网得到了迅速的发展。文章着　重介绍一种基于超声波和ＴＥＶ技术开关柜局部放电检测原理，并对其检测过程、现场测试点选取、数据判断以　及状态检修方面进行了详细的分析。　关键词：开关柜；超声波；ＴＥＶ；１　ＯｋＶ￣５网　中图分类号：ＴＭ７　７　文献标识码：Ａ　文章编号：１　００９—２　３７４（２　０１　４）０６—００４６—０３　ｌ概述　南方电网是全国比较复杂的电网，其负荷屡创新　高，这种长期的重负荷运行加上设备带病运行必将导致　电网建设出现缓慢。为了确保电网运行的安全与稳定，　我们对ＩＯＫＶ配网开关柜局部放电的检测进行如下分析与　介绍。　内产生局部放电，使ＩＯＫＶ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ＩＯＫＶ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。　４超声波与ＴＥＶ　４．１检测原理（超声波）　电力设备发生局部放电时，会产生一种频谱很宽的　声波，这种声波只有２０ｋＨｚ以下的频率信号可以传入人　耳，只要高于这一频率，就只能依靠超声波传感器代替　接收。释放的电能量与声能有着一定比例关系，如图１　所示：　２　１ＯＫＶ配网开关柜局部放电检测现状　随着我国电网建设步伐的不断加快，南方电网在电　网建设的投入与日剧增，但很多电网也存在着不同程　度的窝电现象。为了打破传统的停电周期性检查带来的　局限性，人们提出了带电高压开关柜现场进行绝缘性能　检测技术，既对运行当中的开关柜绝缘情况进行测试，　通过对绝缘状况检测反应的信息进行合理分析后判断设　备的绝缘状况，正确掌握开关柜的局部放电及其发展规　律，并对潜在的绝缘故障进行及时的检修，以达到减少　用户停电时间，提高供电可靠性的目的。　４．２　ＴＥＶ检测原理　３　ＩＯＫＶ配网开关柜局部放电检测的重要性　ＩＯＫＶ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　电气设备一旦发生局部放电，其电量将会在放电点　相邻接地金属上聚集，并以电磁波传播方式向不同方向　传播。若属于设备内部放电，电量将会聚集到接地屏蔽　表面上，若屏蔽层是连续的，将无法在外边检￣Ｉ　Ｉ！Ｉ放电　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ＩＯＫＶ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　４６　信号。一般情况下都属于屏蔽层位于电缆绝缘终端或绝　缘、垫圈连接处等部位因产生破损造成的不连续，在这　种情况下，电磁信号就会传输到设备外层，因放电产生　的大量电磁波经气体绝缘开关的衬垫处或金属箱的接缝　点向外传播，此时就会出现一种经设备金属箱表面传　入地下的暂态电压，既电压脉冲法。这种方法是由Ｄｒ　Ｊｏｈｎ　Ｒｅｅｖｅｓ第一个发现的，后被命名为暂态对地电压　（Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　Ｅａｒｔｈ　Ｖｏｌｔａｇｅ），简称ＴＥＶ。　图２为ＴＥＶ在设备内产生的传播，局部放电过程中，　电磁波是通过放电点逐步向外传播的，测得的电流大小　与电磁波产生的电压值有直接的关系。不考虑传输线的　损耗，电流和路径阻抗的成积就是电压值，此时，阻抗　要满足：　图２　ＴＥＶ产生示意图　传输线单位长度的自感和电容分别用Ｌ￣Ｉ］Ｃ表示，观　察Ｎｚｏ的数值有着较大的变化。研究还表明单芯ＩＯＫＶ的　电缆约为：１０　Ｑ，３５ＫＶ金属外壳母线室约为：７０　Ｑ，这　说明ＩＯ００ＰＣ的放电对地产生的电压为ｌｖ￣ｒｖ，时间可持　续ｉＯｎｓ。金属壳表面电压脉冲是从开口、接头和盖板缝　隙出开始传播的，之后再沿金属壳的表层传入大地，这　时就需要利用特制的传感器（电容耦合式）才能检测到　ＴＥＶ信号，详见图３，最后才能获取局部放电幅值和放电　脉冲的频率。　电尊传赡羹　离娠避螽　／盘属掰扳　图３　ＴＥＶ检测示意图　研究得出：ＴＥＶ信号受现场设备的测量位置和电压　等级的影响，不同型号的设备对地的瞬时电压可通过　ＴＥＶ信号，对现场高压设备局部放电的情况进行测定。　同时，因为ＴＥＶ信号受到影响的因素有很多，为了简便　易懂，这种测试结果读书会以（ｄＢ／ｍＶ）来表达局部放　电的程度，ＴＥＶ信号（ｍＶ）与信号输出（ｄＢ）可由公　式：ｌｄＢ＝２Ｏｌｏｇ（１ｍＶ）来表明两者的关系。　５基于超声波和ＴＥＶ在电力系统中的应用　５．１　测试过程　（１）测试之前，要先对背景值进行测量；记录好　金属制品和空气的背景声。由于开关柜表层的电磁信号　也可以产生暂态对地电压（ＴＥＶ），此信号源在变电站　内部金属物品上同样可以产生暂态对地电压（ＴＥＶ），　比如金属门、栅栏处。进行检测时，不能在开关设备上　直接检测金属面板上的背景值，而是要通过金属栅、金　属门等对其进行检测，具体方法是在开关室上选取三个　不同位置进行检测，再选择中间值为背景信号的参考　值。　（２）测试时，在开关柜上将ＴＥＶ测试器探头贴紧其　上。ＴＥＶ￣ＪＪ试模式是由单个模式和连续模式组成，一旦　有测试数据较大跳跃时，可采用两种模式进行切换测　试，将读数稳定值作为最终测试数据；如果采用连续模　式，就必须做好脉冲数的详细记录，为后期测试进行辅　助判断。另外，在连续模式下，也极有可能出现较大的　数据连续跳动的情况，这时可采取紧贴测试开关面板，　并对数据进行仔细的观察，选择相对幅度大和稳定值作　为最终测试数据。　（３）在测试过程中，要排除噪声、风机、风扇及　荧光灯带来干扰影响，有必要时可先关闭，再对其进行　测试。另外，还要考虑配电房四周的环境因素带来的影　响，一旦出现局部测试点的微波发射对数据影响很大　时，就需要依靠多次测试进行对比，将干扰因素排除后　的测试结果作为测试数据。　（４）ＴＥＶ模式测试结束后进入超声波模式测试时，　应先对其背景读数进行测试，一开始可将增益调整到最　大，当读数过大时再将增益适当减小，最后对准传感器　和开关设备上的空气通道，便可进行测试。　５．２测试点选取　在测试过程中，要对各个电力设备所处的位置进行　确定，主要是对母排、断路器、电缆线接头处等局部放　电情况进行检测。同时，还要注意将传感器尽量靠近通　风百叶和观察窗等局放信号易泄露的金属板上，对于前　面板，通常选择中部和下部；对于后面板，通常选择上　部、中部及下部，若有必要也可对侧面板进行测试。　５．３数据判断　（１）开关室内的ＴＥＶ背景值和测试值均低于２０ｄＢ，　表示开关设备是正常的。　４７