高压开关柜局部放电带电检测技术的应用

高压开关柜局部放电带电检测技术的应用

王蒲

国网晋中供电公司，山西 晋中 030600

摘要：高压开关柜用于在电力系统发电、输配电、电能转换中起开关、控制以及保护作用。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。基于此，本文主要对高压开关柜局部放电带电检测技术的应用作具体论述，希望通过本文的分析研究，给行业内人士以借鉴和启发。

关键词：开关柜；局部放电；带电检测技术；应用研究

1 引言
高压开关柜的组成主要包括断路器和柜体两个部分。高压开关柜按照柜体结构通常可以分为间隔式开关柜、敞开式开关柜以及金属封闭箱式开关柜等常用的几种类型。高压开关柜内空间有限，但是电气设备的种类和数量较多，内部布局较为紧凑，因此在通常情况下很难进行开关柜内的人工实时测温，对于开关柜内的温度不能实时掌握，同时由于人工手动进行开关柜内的测温，也带来了一定的安全问题。

2 带电检测技术应用于高压开关柜检修中的重要意义
停电检修技术在以往是高压开关柜检修的主要方式，此技术能够有效的保障高压开关柜检测的安全性，但是也存在着以下几方面的不足：1）影响范围较大。高压开关柜的停电检修将会对这一线路的终端用户造成极大的不便，尤其是一些关键的生产线更是无法进行停电作业。2）高压开关柜停电检修作业有着较为严格的时间限制，时间紧、检修工作量大，从而容易在高压开关柜检修作业中产生遗漏，无法对高压开关柜进行全面的、细致的检测。3）高压开关柜停电检修作业检查的是高压开关柜的静态特性，容易在高压开关柜检修过程中产生误差。针对上述问题，需要积极研究并引入高压开关柜带电检测技术，在完成高压开关柜检测的同时不影响高压开关柜的正常供电。高压开关柜带电检测技术是在高压开关柜正常运行的过程中进行的，能够对高压开关柜内部的局部放电问题进行及时的发现与掌握，借助于高压开关柜带电检测技术能够对高压开关柜的实时运行状态进行准确的掌握，结合带电检测技术所测得的数据，通过分析研究可以对引发不同数据变化的情况进行详细的了解和掌握。高压开关柜带电检修和停电检修技术都可以对高压开关柜的故障位置和故障原因进行缺陷分析，但是相对于停电检修技术，高压开关柜带电检修技术可以对高压开关柜中的潜在放电风险进行掌握。

3 高压开关柜局部放电带电检测的原理
局部放电带电检测需要各个设备的绝缘壁绝缘情况需要达到标准。局部放电主要就是所在一个特定的范围内，如果电场强度与范围的媒介电场强度等值时，就会出现放电现象。由于两者之间并没有进行实际的放电步骤，所以绝缘壁以及设备存在的绝缘系统就不用怕被击穿。这种状况也可以发生在其他导体范围内，保持局部放电现象，但是依然能够保持设备的绝缘性能。通过局部放电的原理，我们能够借助这种原理进行设备的检测，一般对设备的内部探测中能够感受到相关设备发出的电磁、声音、光、热、媒介等带来的消耗，测量不同的设备在局部放电过程中产生的效应，具体分析是属于物理、化学效应。对所发出的能量消耗、光、热、声音、电荷交换等信息进行研究的过程。

4 高压开关柜局部放电带电检测技术的应用
       4.1超声波检测法
       高压开关柜局部放电带电检测技术的应用之一是超声波检测法。高压电气装置内部发生局部放电之时，一般会有超声波形成，超声波在这种条件下会非常迅速地利用附近介质传播。伴随超声波能量不断发出，而超声波信号就能够借助各种介质，以一种球面波形式不断扩散出去。借助超声波传感设备研究用电材料的用电效应，就能够实现对开关柜局部放电部位的有效检测。此种检测手段，主要是依靠超声波传感设备来检测超声波所发出信号时间差，从而确定开关柜的放电部位以及传感设备间距。超声波检测法的干扰性是非常强的，并且频带非常宽，能够广泛运用到强电条件下的电力系统之中，而且可以实现对悬浮放电与电晕现象的有效检测。但是，超声波检测技术是存在一些不足的，自身波长很短，且方向性很强，其次在经过各种用电材料边界的时候，会存在反射以及全射问题，另外超声波传播过程之中非常可能会出现叠加与干涉问题。所以，运用超声波检测技术的过程当中，对于对超声波检测灵敏性要加强重视，而超声波检测法灵敏性主要是由超声波信号传播路径以及介质决定。
       4.2磁驱动控制器
       高压开关柜局部放电带电检测技术的应用之二是磁驱动控制器。在进行中压开关柜智能化建设的过程中，需要提高设备的通信功能，并实现智能化监控，及时对断路器进行检测，了解其实时工作状态。完成一系列通信功能的主要设备就是永磁驱动控制器，断路器的各种状态可以通过这一设备得到全面的检测，同时还可以通过这一设备对电力系统中的电流流动情况进行展示。与传统的中压开关柜相比，智能化开关柜可以及时对相应的数据进行分析，了解每一项设备的运行状态，而且信息大多是以实时监测的方式展示，具有很高的时效性。此外，断路器的使用寿命也可以得到有效的预测。通过在线智能化检测的方式，可以及时了解到中压开关柜的耗电情况，对其基础状态进行有效的检测，并保证其通信功能正常。同时，智能化监控设备还可以实现动态监测，保证中压开关柜的运行状态能够及时被工作人员所了解。一旦发现故障，就可以在第一时间内进行解决，保证电力系统稳定安全运行。

       4.3真空断路器
       高压开关柜局部放电带电检测技术的应用之三是真空断路器。在对中压开关柜进行检修时，需要利用真空传感器对断路器的各项数值进行检测。同时，在智能监控设备上的摄像头可以对隔离刀闸断口的状态进行检测。相关人员可以根据这些设备所提供的监测结果采取相应的措施。通过完善的智能化监控设施和传感器，可以保证中压开关柜存在的问题得到改善，还可以将中压开关柜中的各项数据进行实时检测与统计分析，从而帮助工作人员更好的了解开关柜的运行情况，这样不仅可以提高故障的排查效率，还可以有效提高检修水平，降低检修难度，保证电力系统安全运行。这种方式可以量化评估，对设备的使用寿命进行科学的预测，甚至还可以预测故障，从而采取有效的防范对策。为了进一步提高开关柜的使用寿命，可以根据相应的数据，制定有效的解决方案，将问题扼杀在摇篮里。
       4.4判断依据及方法
       高压开关柜局部放电带电检测技术的应用之四是判断依据及方法。根据电网公司状态检测的经验，地电波读数若超过20DB就应引起注意。同时，该读数应与被测环境的干扰读数、以及其他开关柜的数据进行比对。选择超声波功能进行检测时，根据以往的经验认为当相对读数超过7DB时应该引起注意，当超过15DB时人应能够分辨具体的放电声响。

5 结语

变电站内高压开关柜局部放电带电检测技术的广泛应用，不仅可以尽早地发现开关柜内部的绝缘缺陷，还可以掌握设备的运行状态，为设备状态检修提供数据的支持，有效防止停电事故的发生，确保变电站的安全稳定运行，局放带电检测技术再辅以红外成像技术在电力设备的状态检修中发挥着越来越大的作用，进一步降低检修成本。局放带电检测技术的应用需要有现场经验与试验原理为基础，检测位置的选择及放电源的位置，对超声波在传输过程中的衰减影响有所不同，变电站由于站内电气设备的噪声影响很大，需要足够的现场经验和进一步加大开关柜局部放电检测的设备量，通过大量的数据积累和分析，整理出每台开关柜的检测档案，通过大量的试验数据模拟出设备缺陷的对照图谱，通过横向、纵向几个方面的比较，才能提高开关柜局部放电带电检测的实际应用水平。

参考文献
[1] 罗杨，刘彦琴，郭超，等.高压开关柜局部放电检测及应用[J].电工电气，2018，（9）：56-59.
[2] 蔡智超.高压开关柜局部放电检测技术应用的相关探讨[J].科技创新与应用，2018，（5）：143-144.