引言：高壓開關(guān)柜在整個電力系統(tǒng)的配電中起著重要的作用，其運行的穩(wěn)定與否直接影響到電網(wǎng)能否安全運行。通過使用超聲波和暫態(tài)地電壓局部放電測試方法對開關(guān)柜聯(lián)合檢測，能有效發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)放電的缺陷，及時、準確地掌握設(shè)備運行狀態(tài)，保證電網(wǎng)的安全可靠運行。

隨著電網(wǎng)的飛速發(fā)展和設(shè)備的快速更新，35kV、10kV金屬封閉式高壓開關(guān)柜因結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。高壓開關(guān)柜運行的穩(wěn)定性直接影響到電網(wǎng)安全運行。開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備在長期運行中因電、熱、環(huán)境等異常情況下可能導致絕緣裂化、異響、放電等缺陷，嚴重者會發(fā)生事故。大多數(shù)情況下開關(guān)柜內(nèi)局部放電是導致設(shè)備發(fā)生絕緣事故的主要原因也是絕緣缺陷的征兆。超聲波、暫態(tài)地電壓局部放電測試儀因操作方便、簡單，且能有效的發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)的放電缺陷，在開關(guān)柜的帶電測試中得到了廣泛的使用。

一、超聲波和暫態(tài)地電壓局部放電的原理

局部放電可分為內(nèi)部放電、表面放電、電暈放電，放電過程中往往伴隨有電磁波、光、熱、聲音、超聲波、臭氧、一氧化氮等化學和物理現(xiàn)象及相應(yīng)的過程。但是對于開關(guān)柜的檢測常以超聲波和電磁波為主要的檢測方法。

1.1超聲波測試原理

局部放電的初期是微弱的輝光放電，釋放的能量較小，放電的后期出現(xiàn)強烈的電弧放電，此時能量是瞬時爆發(fā)的，非常大。超聲波信號以某一速度通過不同介質(zhì)以球面波的形式向四周傳播。但由于超聲波頻率遠大于20kHz，人耳是無法聽到的，因此采用超聲波傳感器檢測放電所產(chǎn)生的超聲波信號。超聲波傳感器將接受到的聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號[1]，最后再將電信號轉(zhuǎn)換成一個人耳可判別、可聽見的聲音信號，并將放電所產(chǎn)生的超聲波大小以聲壓（dB）的形式顯示出來。

1.2暫態(tài)地電壓測試原理

當開關(guān)柜內(nèi)發(fā)生局部放電時，根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，將產(chǎn)生電磁波，受集膚效應(yīng)的影響，這些電磁波會轉(zhuǎn)移到柜體的金屬鎧裝上，同時產(chǎn)生一個暫態(tài)地電壓，暫態(tài)地電壓的持續(xù)時間約為幾十納秒，幅值一般在幾十毫伏到幾伏之間。在金屬箱體的接縫處或絕緣連接處，電磁波會傳播到外表面，電磁波上升沿碰到金屬外表面，產(chǎn)生暫態(tài)對地電壓[2]，簡稱TEV。采用容性傳感器可非常靈敏的檢測到柜體表面的暫態(tài)地電壓。暫態(tài)地電壓測試法原理如圖1所示。

二、分析判斷方法

若某開關(guān)柜的超聲波測試數(shù)據(jù)幅值在10dB到15dB之間，表明該開關(guān)柜內(nèi)有異常，應(yīng)加強復測，綜合判斷。

如果測得某個開關(guān)柜的超聲波幅值大于15dB，說明該開關(guān)柜內(nèi)部存在局部放電缺陷，應(yīng)盡快復測，密切關(guān)注檢測值的變化趨勢。

若高壓室內(nèi)開關(guān)柜與背景值之差小于20dB，說明開關(guān)柜正常；若開關(guān)柜與背景值之差大于20dB，判定該開關(guān)柜內(nèi)存在局部放電，應(yīng)加強關(guān)注，必要時定位并開關(guān)柜檢查。

對于同一開關(guān)柜要和歷史數(shù)據(jù)比較看變化的大小趨勢，進行縱向分析[3]；對于開關(guān)柜還要和同類設(shè)備的測試結(jié)果進行比較，當同類型的某一開關(guān)柜個體測試結(jié)果比其它同類開關(guān)柜的測試結(jié)果大時，該開關(guān)柜可能存在局部放電缺陷。

三、案例分析

3.1帶電測試

使用UItra TEV Plus和UP9000測試110kV某變電站10kV高壓開關(guān)柜，測試暫態(tài)低電壓局部放電測試背景值為9dB，1012開關(guān)柜暫態(tài)地電壓局部放電測試值為前柜下部36dB、后柜下部39dB，該開關(guān)柜下部暫態(tài)地電壓測試值與背景值之差遠大于缺陷值20dB。使用超身波局部放電測試儀對該開關(guān)柜進行測試，測得該開關(guān)柜超聲幅值為19dB，大于缺陷值15dB。對比該開關(guān)柜和鄰近開關(guān)柜的測試數(shù)據(jù)，可看出1012開關(guān)柜下部測試數(shù)據(jù)明顯大于鄰近的開關(guān)柜，初步判定該開關(guān)柜后下部存在有害的局部放電缺陷。具體測試數(shù)據(jù)見表1。

3.2缺陷處理

對該開關(guān)柜停電檢查，發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)A相導電排與電流互感器連接處螺絲緊固不夠，熱縮絕緣護套已熱熔碳化，導電排上熱縮絕緣護套裂損（如圖2所示）。分析判定為A相導電排與電流互感器連接處螺絲緊固不夠，導致接觸電阻增大，接觸處過熱使熱縮絕緣護套熱熔碳化，并引起導電排熱縮絕緣護套裂損。對松動的螺絲進行緊固，重新制作絕緣護套，恢復送電，測試無放電聲音和信號，缺陷消除。

四、總結(jié)

（1）超聲波、暫態(tài)地電壓局部放電測試儀操作方便、簡單，測試人員可以很直觀的讀取數(shù)據(jù)。超聲波、暫態(tài)地電壓局部放電測試能有效的發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)的放電缺陷。

（2）開關(guān)柜內(nèi)不同的缺陷形成放電的特征不一樣，采用不同的測試方法對不同的缺陷有不同的靈敏度，單一的運行某一種測試方法，存在一定的局限性，有時會出現(xiàn)誤判斷。因此在實際應(yīng)用中，我們應(yīng)該采用多種不同的測試方法相互補充，才能更好的檢測到開關(guān)柜的局部放電缺陷。

（3）經(jīng)驗表明，超聲波測試能夠很方便的發(fā)現(xiàn)絕緣子、母排、螺絲松動導致的表面放電，電纜絕緣的內(nèi)部放電導致的振動幅值較小，使用超聲波測試很難發(fā)現(xiàn)。

（4）對于風沙較大的地區(qū)，開關(guān)柜內(nèi)灰塵較多，應(yīng)加強停電檢修時對開關(guān)柜內(nèi)設(shè)備的清掃，避免柜內(nèi)設(shè)備表面灰塵過多造成閃絡(luò)擊穿事故。

參考文獻

[1]王風雷等，中國電力出版社.《電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測新技術(shù)應(yīng)用案例精選》.

[2]楊獻智，章堅.10kV配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電帶電檢測應(yīng)用[J].電力科學與工程，2011（6）：71-75.

[3]孔令明，肖云東，劉娟，曾令甫.開關(guān)柜局部放電帶電檢測定位技術(shù)的應(yīng)用與研究[J].山東電力技術(shù)，2010年06期.

（作者單位：國網(wǎng)新疆疆南供電有限責任公司運維檢修部）

作者簡介

竇峰川，1986年7月23日出生，籍貫：甘肅、古浪，國網(wǎng)新疆疆南供電有限責任公司運維檢修部，從事變電一次設(shè)備高壓試驗工作，大學本科學歷。