宋振達(dá)

摘? ? 要：結(jié)合實踐來看，聲電聯(lián)合檢測技術(shù)作為超聲波法和超高頻法的聯(lián)合，摒棄了這兩種技術(shù)的弊端，而把兩者的優(yōu)點結(jié)合起來，在10kV配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電的檢測時，排除現(xiàn)場干擾時效率更高，保證設(shè)備的正常運行。本文對10kV配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電的聲電聯(lián)合檢測進(jìn)行了研究探索，希望能對業(yè)界同行有所幫助。

關(guān)鍵詞：10kV配網(wǎng);開關(guān)柜;聲電聯(lián)合;局部放電;檢測

1? 前言

10kV配網(wǎng)開關(guān)柜憑借其獨有的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于變電站中，不僅操作簡便，而且占地面積較小，運行穩(wěn)定可靠。在整個地區(qū)的電能供應(yīng)和變電站的安全運行上都會受到配網(wǎng)開關(guān)柜運行情況的影響。實驗研究證明，因為絕緣的缺陷而導(dǎo)致配網(wǎng)開關(guān)柜出現(xiàn)了麻煩的局部放電狀況，在對開關(guān)柜的故障情況進(jìn)行評估判斷時會比較困難，因此可以對配網(wǎng)開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)和運行情況進(jìn)行綜合考慮，通常在實際情況中對不同的局部放電檢測的方法進(jìn)行結(jié)合，取其優(yōu)點，更好的進(jìn)行檢測。

在電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備中，高壓開關(guān)柜是比較重要的一種，配網(wǎng)運行的可靠性會受到開關(guān)柜運行情況的影響。而開關(guān)柜的局部放電作為電氣設(shè)備的絕緣化的表現(xiàn)方式，在對電氣設(shè)備進(jìn)行開關(guān)柜局部放電的聲電聯(lián)合檢測時，能夠?qū)﹂_關(guān)柜電氣設(shè)備內(nèi)部是否存在局部放電的情況進(jìn)行了解，同時也可以確定局部放電的位置、類型和具體的放電量，通過聲電聯(lián)合檢測的結(jié)果，可以對電氣設(shè)備運行的穩(wěn)定性以及絕緣劣化進(jìn)行評估，可以成為相關(guān)措施的實行依據(jù)。

2? 聲電聯(lián)合法檢測原理及定位技術(shù)

在對電氣設(shè)備進(jìn)行局部放電檢測的超聲定位方法具有較強(qiáng)的抗干擾能力和較高的定位精度，但會被不同的因素所干擾，進(jìn)行聲電聯(lián)合檢測時的有效檢測范圍比較小，而且在現(xiàn)場的使用上不夠簡單方便。超高頻的方法具有較高的靈敏度，不僅能夠更加準(zhǔn)確方便地進(jìn)行定位，而且能夠?qū)﹂_關(guān)柜的局部放電進(jìn)行性準(zhǔn)確的定位以及對缺陷進(jìn)行類型的識別。聲電聯(lián)合檢測的方法結(jié)合超聲波和超高頻定位的方法，更好的發(fā)揚了這兩種檢測方法的優(yōu)勢，規(guī)避了弊端產(chǎn)生的影響。

（1）超聲波法。當(dāng)在電力設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電的情況時，會伴隨著沖擊而出現(xiàn)聲音和振動，并且使用從氣體介質(zhì)傳輸?shù)某暡ㄐ盘?，將傳感器安裝在電氣設(shè)備的外面，通過產(chǎn)生的超聲波來定位，根據(jù)時間延遲和超聲波的傳播速度，以及測量多個超聲波傳感器在不同位置的局部放電產(chǎn)生的超聲波信號的時間延遲和時間差，能夠精確地對局部放電源進(jìn)行定位計算，精準(zhǔn)的定位絕緣缺陷的位置[2]。超聲波設(shè)備易于使用，而且技術(shù)相對比較的成熟，并且在實際的應(yīng)用中具有充足的經(jīng)驗。尤其是，該方法可用于測量操作而不改變設(shè)備的運行模式，因為要對超聲波的信號進(jìn)行測量，所以具有很強(qiáng)的抗電磁干擾。當(dāng)對信號的幅度進(jìn)行比較之后，可以將缺陷發(fā)生的位置定位在精準(zhǔn)的范圍內(nèi)，并且精準(zhǔn)度很高。但是，在現(xiàn)場的實際應(yīng)用中，周圍的環(huán)境產(chǎn)生的噪聲可能會對其造成影響，尤其是設(shè)備自身的機(jī)械振動在某種程度會使得超聲波檢測的誤差變大，在對開關(guān)柜進(jìn)行局部放電的定位時，因為超聲傳感器的比較小的檢測范圍，導(dǎo)致實際的工作量較大，在應(yīng)用時不方便。

（2）超高頻法。超高頻方法要選擇適當(dāng)?shù)念l段，以便對局部放電產(chǎn)生的電磁信號進(jìn)行檢測。架空線以及變電站的母線的電弧放電等是影響電氣設(shè)備的現(xiàn)場運行的主要因素，系統(tǒng)研究證明，在頻段低于300MHz的時候，這些因素是主要的影響因素，所以，在進(jìn)行檢測信號的選擇時要選電磁信號較高的頻段，這樣不僅能夠避免傳統(tǒng)的電測試方法難以區(qū)分的電力系統(tǒng)的干擾，使得局部放電的信噪比能得到有效地提升。

（3）聲電聯(lián)合法。超高頻方法和超聲方法可以進(jìn)行互補(bǔ)，而且通過使用超高頻傳感器以及超聲波傳感器的結(jié)合，在對電氣設(shè)備的局部放電進(jìn)行檢測時，不僅可以展示超高頻方法的優(yōu)勢，還可以改善設(shè)備機(jī)械振動等環(huán)境負(fù)荷的影響，得到快速的定位，而且有著超聲波檢測的優(yōu)點，可以進(jìn)行準(zhǔn)確地定位，還能有效減少電氣的干擾。

聲電聯(lián)合檢測指的是在對電氣設(shè)備進(jìn)行局部放電的定位時使用的是超高頻方法，在電氣設(shè)備局部放電的近似范圍得到確定后，在進(jìn)行定位時時通過超高頻法以及超聲波方法的結(jié)合，對絕緣缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)的定位。因為在局部放電的檢測中，聲電聯(lián)合檢測同時對其差生的電磁波以及超聲信號進(jìn)行檢測，通過分析兩個傳感器檢測到的信號，可以更有效地消除現(xiàn)場的干擾，可以提升識別缺陷類型的精準(zhǔn)性，更好的實現(xiàn)設(shè)備的局部放電檢測。

4? 案例分析

在對10kV配電房中的高壓開關(guān)設(shè)備進(jìn)行局部放電檢測期間，發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜的暫時性的電波在檢測時有數(shù)值偏大的現(xiàn)象，因此可以做診斷性的測試。

（1）超聲波檢測。非接觸式的超聲波檢測器用于檢測10kV沙邊線701開關(guān)裝置和10kV沙邊線的706開關(guān)柜之間的間隙。

（2）超高頻電磁波檢測。如果檢測到703開關(guān)柜后，超高頻檢測器可用于檢測弱的UHF信號。每20ms重復(fù)放電，在放電期間幅度改變，放電的次數(shù)也不是不變的，分析結(jié)果為放電是絕緣的。

（3）聲電聯(lián)合定位檢測。聲電聯(lián)合檢測的檢測電波的形狀，放電位置由時域波形的時間差來進(jìn)行確定。根據(jù)放電的位置是接近時間差的最小檢測點的原理，可以判定接近時間差為1.70ns的放電點的位置，并且在機(jī)柜后面設(shè)置深度為60cm，通過對本地部分由開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)來判斷放電點在斷路器的底部。

5? 開關(guān)柜的防護(hù)措施

（1）對開關(guān)柜內(nèi)的少油開關(guān)進(jìn)行改造，以真空開關(guān)柜替代以前的開關(guān)柜，對非加強(qiáng)型的絕緣部件進(jìn)行改裝升級成為加強(qiáng)型的絕緣件，而且在柜內(nèi)設(shè)備的選擇上，不僅要考慮到高壓配電室周圍的環(huán)境狀況，而且要對設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行考慮，要保證設(shè)備的環(huán)境耐受性。

（2）在進(jìn)行高壓開關(guān)柜的絕緣擋板材料的選擇時，要選擇那些具有憎水特性的，不能吸收空氣中的水汽，而且要是絕緣能力好的，這樣可以減少絕緣受潮問題的出現(xiàn)。

（3）在對開關(guān)柜和室內(nèi)的溫度差異進(jìn)行綜合考慮時，可以設(shè)置紅外線的加熱器來去除柜內(nèi)空氣的水蒸氣，這樣可以減少開關(guān)柜內(nèi)生成凝露而導(dǎo)致外絕緣面的電擊穿以及閃絡(luò)。

（4）可以將空調(diào)和排氣扇安裝在10kV的開關(guān)柜的墻壁上面，設(shè)定時間按時啟動，對室內(nèi)的濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外，可以遵守安全運行的需要來對環(huán)境進(jìn)行改造。

6? 結(jié)束語

電氣設(shè)備像開關(guān)柜等會在運行的過程中出現(xiàn)放點缺陷等狀態(tài)異常的情況。通常運行部門可以在制定檢修策略的過程中使用聲電聯(lián)合的局部放電檢測技術(shù)得到需要的關(guān)鍵判據(jù)，進(jìn)而可以對檢修計劃做出合理的調(diào)整，保證對電氣設(shè)備進(jìn)行檢修工作的過程能夠順利進(jìn)行，盡可能地減少設(shè)備在檢修的過程中出現(xiàn)不足或過剩的問題，降低設(shè)備出現(xiàn)在故障而耗費的成本，保證設(shè)備運行的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 開關(guān)柜聲電聯(lián)合局部放電檢測在晉中電網(wǎng)的應(yīng)用[D].華北電力大學(xué)（北京）， 2016.

[2] 劉楊，陳昱同，馬麗強(qiáng).聲電聯(lián)合法檢測開關(guān)柜局部放電有效性分析[J].山西電力， 2016（5）：34～36.