摘要：在开关柜的状态检修过程中通常采用局部放电的检测手段，其中有关局部放电的检测方式也是多种多样的，有关任何的一种检测手段都有其不同的优缺点，于是设备检修人员在设备的检修过程中很难判断使用哪种较为合适的检测办法，进而适应当下的市场环境需求。本文通过对开关柜的整个放电过程进行细致分析，然后针对局部放电的检测过程进行必要性分析；对开关柜的部分放电过程进行动态分析，进而论证了局部放电过程检测的实际可行性；对电路中常见的暂态电压、高频电路以及超声波等形式的局部放电检测形式还有相关的定位检测过程进行实例分析，同时对相关的优缺点进行研究，进而为今后的局部放电相关检测办法提供可行性的参考。
关键词：开关柜；局部放电；检测；定位
1局放检测的必要性
开关柜中的设备在实际的放电过程中存在三种不同形式的放电过程，分别是未击穿过程、间歇击穿过程以及最后的完全击穿过程，其中的局部放电过程就涉及到间歇击穿以及未击穿过程。有关的未击穿过程主要涉及到刷状放电以及电晕放电、辉光放电等不同形式，在这个过程中电柜中的设备会出现一定程度的放电过程，正是因为开关柜内部具备较好的绝缘水平，这就使得放电的过程对设备产生的破坏能够及时得到消除[1]。而所谓的间歇式击穿过程主要指火花放电过程，在这个状态下很容易慢慢破坏设备的绝缘状况，使得设备不能正常使用，在这个过程中需要及时清除掉放电源同时还需要更换掉绝缘性极具下降的设备，从而防止事故的发生。完全击穿过程更多的是指形成的电弧的放电过程，在这个过程中的电气设备极易受到损坏，正是因为电弧放电过程是一种较为严重的放电过程，使得开关柜在使用过程中随时都会出现严重的爆炸事故。本文通过对开关柜的放电使用过程进行研究可以了解到，开关柜的局部放电故障以及损坏可以通过设备检测以及处理进行及时有效的避免。
2局放测试可行性及与放电量关系研究
2.1开关柜局放测试可行性研究
开关柜设备在实际的运作过程中会因为产品本身的质量因素以及设备的使用环境因素导致设备某些部分产生绝缘性降低的问题。在开关柜的正常使用阶段电场发生畸变时就会因为部分绝缘性不能满足使用需求而产生放电现象。在进行局部放电的过程中会伴随着光、电、声等的外在变化，同时还会产生机械波以及电磁波等的干扰，从这个角度进行分析可以针对产生的电磁波以及机械波进行实时监测即可实现对光电等信号的检测，就能及时针对开关柜的局部故障进行位置确定，同时还能判断故障发生的严重程度，进而更好的对故障设备进行及时维护以及更换[2]。
2.2局放数值与放电量关系研究
在现有的局部放电检测方式中，检测到的局部放电值与实际存在的局部放电值之间存在一定的关系，此关系只能定性的进行描述。所以在实际的检测过程中一般都会采用比较的手段进行局部放电水平的检测分析。在正常的变电站运作过程中，一般情况下的开关室内会出现局部的放电数值信号为20dB以内，当其信号数值达到20-50dB的范围时就说明此处的信号出现局部放大的可能。而出现局部放大的问题时就说明开关柜出现了超负载的状况，这就需要针对开关柜的工作状况进行监控，一般情况下都是在发现问题后加强监控以及定时检测。当放电数值信号超过50dB时，可以断定开关柜内存在放电现象，这就需要采用局部的定位手段对放电的位置进行确定，同时对故障点进行维修处理。
3局放测试方法及现场测试
以下是针对电压为35kV的变电站进行监测的案例分析，同时针对局部放电的位置定位过程进行分析。
3.1背景局放测试
在进行局部放电的测试过程中，为了更好地进行局部放电的程度评定，需要对开关柜内的空间进行空气和金属的放电水平测定。在对空气进行放电水平测定时可以在开关柜内放置悬空的金属板，然后将局部放电测定探头放置于金属表面进行测定，实验测定开关柜内的空气有关的局部放电数值水平为39dB。在对金属进行局部放电水平的测定过程中可以在固定的室内选定接地的金属物质，然后直接将局部放电测定设备伸出的探头放置在金属物的表面进行实际的测定，结果表明开关室内的金属局部放电水平数值为53dB。但是因为开关室内的不同点在局部放电水平上会有所不同，因此建议在不同的多处放置空气以及金属局部放电设备进行相关数据采集，然后对获取到的数据进行平均处理得到最终的结果。经过实际的测量后发现，此处的开关室内部存在局部放电水平较高的状况，以此初步的判断放电的基本情况[3]。
3.2暂态地电压检测
在开关柜的局部放电水平检测过程中也通常使用暂态地电压局部测试方式，这种测试的方式最终的目的在于测定开关柜内各点的局部放电水平，之后通过数据对比获取到异常放电点的位置。该检测方式的检测原理就是在开关柜产生局部放电过程中，会在开关柜的表面产生高频电流波，然后在金属中进行传播，同时在开关柜的金属连接处产生电磁波在空气中传播，对产生的电磁波进行强度检测就能得到局部的放电水平。在本次案例检测过程中针对各种不同的14台开关柜进行检测，测得的温度数据为22℃，其中的空气湿度为61%，天气状况良好。这些开关柜分别布置在两列分别处于不同的位置，在测量的过程中针对8个不同的位置进行检测，这些位置的选定需要随机的进行选择，而其余的开关柜无须进行针对性的测量。正是因为暂态地电压的不同特性，需要在测试的过程中尽可能的靠近开关柜的接缝处，测量结果表明位于同一母线的开关柜上的放电数值明显高于另一线路上的开关柜上的数值，而且继83开关柜上所测得的数值明显高于其余的局部放电值，据此可以判定开关柜的局部放电点正处于继83开关柜附近。
3.3超声波检测
在实际的测量过程中因为超声波的传输距离相对较近，所以只有当检测设备足够靠近放电点时才能真正检测到超声波的微弱信号，因此需要根据这一特点进行开关柜的放电复测，只有这样才能更好的确认开关柜放电的具体位置。在本次实验中通过对开关柜及其周围的设备进行放点检测发现继84开关柜处的超声波信号强度为既有50Hz的信号，同时又有100Hz的信号，而且信号的强度具备周期性的特点，这就出去了颗粒性放电的可能。除此之外，为了提高检测的精确度，可以在接触式的检测设备工作时首先在开关柜表面添加电力硅脂。所得到的超声波检测图例如下图1所示。
3.4特高频检测及定位
根据上述由超声波以及暂态地电压测试所得到的结果可以确定放电点的位置在继83开关柜内，为了得到精确的位置需要对其进行特高频检测的方法。这一检测方法的特点是其信号可以穿过金属板进行传播，一般都是通过两个特高频的电压传感器放置在放电点较远的位置接收信号。通过调整两个传感器之间的位置，获取到两个相同的信号时就说明放电点位于传感器的中线上，此方法就能对放电点的具体位置进行确定。
4消缺处理及复测
后期为了更好的消除放电缺陷对于电路的影响，需要对继83开关柜进行停电以及故障处理，开关柜拆开后发现是B相的避雷器引线发生了故障。更换过该避雷器后就使得开关柜的复测结果降到了20dB以下，处理完毕。
5结语
本文首先从理论上对开关柜的放电过程进行分析，论证了开关柜的放电检测对于整个设备的损坏具有相当的影响。同时对开关柜发生的一系列现象进行分析，论证了局部放电检测的可能性。
参考文献：
[1]王流火，吕鸿，吴吉，等.开关柜局部放电检测技术的应用研究[J].高压电器，2014（3）：62-67.
[2]王流火，吕鸿，王增彬，等.开关柜局部放电检测定位技术的应用研究[J].广东电力，2014（4）：91-94.
[3]10kV开关柜局部放电带电检测技术应用与仿真分析研究[D].北京交通大学，2015.
论文作者:王占雷,郑淳,荣建,陈曦
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/11
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