高压开关柜局部放电检测技术研究

高压开关柜局部放电检测技术研究

姜明龙

中国电能成套设备有限公司 北京 100080

摘要：随着我国电力工作的不断发展，电网系统在运作的过程中，高压开关的使用越来越频繁，其主要目的就是为了能够使得整个系统的运作更加的稳定，但是局部放电形象的频发也在一定程度上增加了其安全风险，影响电力系统运行的稳定性。本次研究工作就以高压高危为主要研究对象，针对开关柜局部放电检测问题展开进一步的探究，力争在最短时间内检测并排出现问题的问题，以恢复高压开关柜的正常运转。

关键词：高压开关柜、局部放电、检测技术

前言

在电力系统运作的过程中，选择使用高压高压柜能够实现多个方面的利好作用，首先他能够实现基础的通断功能，方便整个系统的实施管理和维护，同时他还兼具控制与保护功能，能够保障整个电力系统在运作的过程中更加容易受到控制，使得整个系统运作更加的稳定、安全、高效。也正是因为高压高温柜在系统运作过程中，起到了这种不可替代的作用，近年来伴随着电力系统的不断发展，其关于高压开关柜实用性能方面的研究也越来越多、越来越深入，其中高压开关柜局部放点的问题就是被讨论最多的问题之一，原因就在于这一问题一旦出现将会影响高压开关柜的正常使用，进而对整个电力系统产生不利影响。在这一背景下，针对局部放电问题的检测技术也被一种极大的重视，传统的相对脉冲电流等检测方法在实际操作的过程中，其弊端也日益凸显，在新的发展环境下，对检测技术的要求也越来越高，对其提出了更高的现代化要求。

1、高压开关柜主要放电类型

高压开关柜在实际使用的过程中，对工作条件的要求要高，这就导致了无论是杂物轻还是绝缘不佳，就会导致高压高温柜在运行过程中难以保持最佳的运行状态，支持出现相应的故障问题，产生异常放电现象。经过长时间的研究，工作人员发现高压开关柜在正常运作的过程中，常遇到的故障类型主要包括以下几种。

1.1高压开关柜绝缘损伤故障

在高压开关柜设计生产工作开展过程中，考虑到经济以及实际安装技术方面的因素，关于柜体的尺寸就成为了设计人员所需要重点考虑的一个因素。受此影响，对手车柜而言，如何采取必要的措施，尽可能的缩小固体的尺寸，就成为了设计人员以及生产人员即为追求的一个方面，在此过程中人们通常会想到通过减小柜内断路器的方式，以尽可能缩小柜体的体积。但是受此影响，柜内的隔离插头和对地距离就会在很大程度上被压缩在一个很小的数值之内，在这种情况下，如果没有采取必要的措施增强相应设备的绝缘强度，那就会直接出现由于爬距和空气间缝不够所导致的绝缘损坏故障。

1.2生产安装质量不够和工艺使用不当导致的故障

在电力系统运行的过程中，高压高压柜是否能够维持较高的工作质量，在很大程度上与工作人员的安装质量，及其工艺操作过程是否规范息息相关。如果相关的技术操作水平不达标，则很有可能导致开关柜的耐压水平达不到应有的标准，直接导致出现耐压性不够的问题^[1]。

1.3搭接处接触不良所导致的开关柜故障

在高压开关柜正常工作的过程中，若搭接处出现接触不良的现象，则会直接导致搭接处的电阻成直线上升，由此导致的异常发热问题，则很有可能会致使开关柜的相关装置出现损坏问题，严重的情况下，甚至会会引起设备烧毁或短路故障^[2]。

2、局部放电现象产生的危害

对于整个电力系统而言，若高压开关柜在正常运行和使用过程中出现了局部放电的问题，且得不到及时有效的解决的话，那么对被柜体本身将会产生极大的危险性影响，经过大量的研究数据总结表明，局部放电所导致的危害主要表现在以下两个方面。一方面，首先受到于电力系统部分设备绝缘性不够这一因素的影响，其次考虑到高压开关柜在正常运行过程中，对电压有着较高的要求，通常电压会达到一个较高的标准，这也直接影响了其部分介质击穿强度较大，受以上两个因素的综合影响，高压开关柜在使用过程中，极易对系统不同类型的绝缘外皮，造成不同程度影响，而局部放电问题更是大大提升了相应设备出现损坏的几率^[3]。另一方面，若高压开关会在正常使用过程中出现了较为频发的局部化的问题，也会在一定程度上增加电力系统运行的电能损耗与浪费，这种浪费现象的出现，不仅会在很大程度上，增加整个电力系统运行维护的成本，而且不利于我国电力事业的长远健康发展。

3、高压开关柜局部放电检测技术

3.1超声波检测法

在针对高压开关柜故障问题进行研究的过程中，工作人员发现局部放电现象产生之时，通常伴随着电荷的不间断释放和传输，受此影响，产生局部放电的区域也会直接导致电场中的应力，机械应力以及粒子力等出现短暂的失衡情况，若这种失衡问题得不到及时效的解决，最终则有可能引发极端的震荡变化。研究人员在针对在此过程中产生的机械应力和粒子力的震荡现象，进行进一步分析时发现，在其放电部为局部介质振动产生之时，也同步产生了声波信号

^[4]。这种变化就可以超声波检测法的进一步研究提供了基础条件，若在此过程中，工作人员能够通过专业的检测仪器对这些声波信号进行进一步的追踪和检测，那么就能够通过对这些局部超声信号的进一步分析，获得较为准确的检测数据，同时工作人员发现这种方法在使用过程中，相对于传统讲的话而言效率更高，主要的原因就是这种检测方法所得到的结果，受外界干扰因素的影响较小，尤其是有着很强的抗电击干扰能力。

3.2特高频检测法

研究人员发现，高压开关柜在正常使用过程中，若出现了局部放电的问题，则会同时形成一定频率的特高频电磁波信号，相应信号的频率一般能够维持在300兆赫兹到3G赫兹之间，这就给特高频检测法的使用创造了必要条件。而且随着近些年来相关研究的不断深入，特高频检测法在实际使用过程中不仅可以完成信号采集工作，而且还能够结合材料的数据进行进一步分析，获取相应的信息数据，如幅值、相位等信息。这些信息的高效准确的获取，也为后续分析局部放电现象的故障原因和对策研究工作，提供了必要的数据支撑和理论依据。在整个电力系统中，高压开关柜设备实际上属于一种金属封闭开关设备类型，因此其在运作过程中所产生的特高频信号，就会由柜体的缝隙中传到外界，如果研究人员能够根据这一特性，采用特高频信号检测法，就可以实现非接触外置式的信号接收和分析作业，其工作原理也与超声波检测方法相似，且在实际使用的过程中，若能够将信号采集点选择在合适的位置上，就可以保证信息采集和分析工作的有效性和准确性，且伴随着技术不断成熟，其灵敏度和抗干扰能力也在随之增强，在未来运营的过程中，其信号分析结果的可靠性也会进一步提升。

4、结束语

综上所述，文章呢首先针对高压开关柜主要放电类型展开了深入分析，主要包括高压开关柜绝缘损伤故障、生产安装质量不够和工艺使用不当导致的故障、搭接处接触不良所导致的开关柜故障三个方面，之后简要分析了局部放电现象产生的危害，在此基础上，文章重点针对高压开关柜局部放电检测技术展开了深入探究，主要是围绕这超声波检测法、特高频检测法两种方法进行展开，经分析可知，两种方法在实际使用的过程中，相对传统方法而言，均存在着操作方便、灵敏度和抗干扰能力较强的特点，如果能够规范操作，则会在很大程度上提升相关检测工作的可靠性和精准性。最后希望通过本次研究工作，能够为促进相关工作的进一步发展提供一定的帮助。

参考文献

[1]刘江宇:高压开关柜局部放电检测技术研究[J].新华网,2017-08-14:31-32.

[2]张燕:高压开关柜局部放电检测技术研究[J].大连理工大学学报(自然科学版). 2018(10)：51-52.

[3]王鹏举：高压开关柜局部放电检测技术研究[J].安徽大学学报.2018(5):10-11.

[4]黄宁：高压开关柜局部放电检测技术研究J].中国人民大学学报.2019:24-25.