摘要：局部放电问题是高压开关柜所表现出的主要异常问题，因此运用监测仪器对高压开关柜的局部放电问题进行观察，能够有效判断开关柜的情况。本文以在线监测技术为主要应用技术，首先总结目前高压开关柜主要采取的局部放电监测手段，并以选优方式出发，构建以信息通信和模块分析为核心的监测技术，从而实现利用判定局部放电特征为主要方式的检修技术。
关键词：局部放电；在线监测；高压开关柜；状态检修
高压开关柜作为一种重要的电气设备，对于确保电力系统的安全有效运行至关重要，但是，高压开关柜在实际运行使用中，还存在一定的质量问题，如绝缘部分缺陷等，直接影响了电力系统的安全运行、根据实际资料显示，在6-10kV开关柜安全事故中，载流和绝缘带来的故障，占总体故障的近40%，而其中绝缘部分闪络引起的故障又占其中的绝大部分，而在潜在发生事故期间还会产生局部放电现象，因而，可以通过局部放电在线监测信息，进而分析和判断开关柜内部绝缘情况，并采取有效的措施进行及时解决，提高电力系统安全运行效率。
1局部放电监测在高压开关柜中的意义
高压开关柜在电力系统中发挥着重要的作用，可以有效确保电力系统的安全运行。而高压开关柜内部的设备、母线以及支撑绝缘子，通常而言，是运送到现场才装到开关柜中的，因此，只有在现场进行安装，才能进行后期的试验工作。高压开关柜由于设备非常昂贵且精确度高，如果发生安全事故，往往会带来很大的影响，相邻的设备容易受到故障的影响，且后期的维修周期长，需要耗费大量的财力和物力。而目前企业生产的高压开关柜，由于只是注重生产效率，而使其绝缘情况生产影响，在一些特殊的天气中，如潮湿多雨季节，很容易在使内部绝缘件表面爬电，而这种现象也不容易被人所察觉，因此，设备表面爬电而引发的事故频发，造成了一定的损失，因此，进行在线监测其绝缘状态就十分必要。
现阶段，通常是在停电的前提下进行高压开关柜内部设备的检测，很好使用在线监测。但是由于在进行停电检测会给电力系统的正常运行带来影响，因此，还没有进行周期性的检测，导致内部元件故障频发，极大的影响了高压开关柜的正常使用，甚至带来一定的安全问题，因此，进行在线监测高压开关柜就十分必要。通常而言，在事故发生的潜在期，设备会产生一定的放电现象，因此，采取在线监测其局部放电信号是可行的，局部放电不会击穿绝缘介质，但是会给带电介质带来一定的损坏，而长时间的局部放电还会给介质的绝缘性产生很大的影响，直接影响着高压开关柜的正常使用，因此，对局部放电在线监测高压开关柜是一种有效的方法，直接提高故障发现的可能性，并进行及时维修，提高电力系统的安全有效运行。
2高压开关柜局部放电监测技术手段
在高压开关柜的实际运行过程中，由于开关柜内部发生的绝缘缺陷问题，会造成某一点形成过电流，从而造成该点的局部放电现象。随着放电时长的增加，开关柜内部还会产生一定量的电量信息以及非电量信息，这些信息一般为物理现象信息，在物理环境变化过程中表现出来，因此通过对这部分放电信息进行监测，在一定程度上对当前运行环境下的高压开关柜运行状态做出判断。监测技术主要面对的事实上应当是发生绝缘变化以及局部放电问题后开关柜自身的放电物理参量，这部分物理参量与常态参量之间差距大，因此可以通过监测的方式获取。在应用环境中的技术条件内部，需要结合测算方式，对放电信号的具体规模、放电位置、放电影响范围等做出精确判断。结合监测物理量不同，目前应用于高压开关柜状态监测的局部放电监测技术主要为以下几种。
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脉冲电流检测法在进行放电信号测量时，可以对部分频率极低的信号进行测算并放大，从而实现检测范围的拓宽，但该技术仅能够应用在离线检测当中，无法实现在线监测；红外检测法是通过红外线技术对高压开关装置外部的电信号规律进行获取，通过红外线的反馈，实现放电覆盖范围的测算，但是由于红外线穿透能力不足，无法应用在开关柜装置内部，因此效果并不理想；化学检测法主要通过对开关柜内部的化学现象发生规律进行分辨，是在线监测技术中检测数据精准度最高的技术手段，但是由于化学测算和分析过程还需要依赖人工，因此缺少时效性和动态性；UHF法则是借助传感器装备，对高压开关柜中的电信号进行获取，并由上位机对信号进行解读和分析，从而做出实时的精确判断。但是传感器硬件成本较高，同时安装困难、安装位置限制明显，对于技术条件和环境条件要求较高。
3高压开关柜状态检修中局部放电在线监测系统设计
（1）开关柜局部放电信号搜集。
在出现放电时，放电位置本身所对应的电源不同、放电机理不同，因此表现出的放电类型也有着十分明显的差异。电晕放电的主要位置集中在开关柜的导体尖端，在出现放电现象时，尖端会发出明显的电磁波信号，同时伴随蜂鸣声。暗光环境中可以看到放电位置出现蓝光，化学反应下会产生O3，这种放电现象表明开关柜内部电场强度不均衡；气隙放电是指高压开关柜内部出现的绝缘介质放电现象，在发电放生时，绝缘介质会产生气泡，同时相邻位置也会发生变化。电信号变化规律则以介电常数的变化位置，放电气体的介电常数较小，一旦绝缘介质当中含有杂质，就会出现气隙放电问题；沿面放电现象表现在开关柜内部的部件表面，其中绝缘子表面放电以及绝缘套管表面放电较为明显。在放电时，部件表面的放电情况与表面平行，同时在高压导体的影响之下，形成场强。研究表明，沿面放电影响范围大、造成损坏也更为严重。该放电现象的主要产生原因表现在环境湿度、空气质量等方面。在开展在线监测系统设计时，首先应当对各种类型的放电现象做出综合判断，并通过放电位置、放电出现环境，对高压开关柜的内部情况做出解析和解答，进而更加精准地完成异常状态的判断。为了满足这一目的，本文选择了具有应用优势的TEV信号传感器展开对放电信号的采集，保证系统能够获得全面、细致的局部放电信息，用以进行监测和分析。
（2）信号特征提取环节设计。
上位机在接收到传感器经由高速采集卡的局部放电信号信息后，需要通过系统分析和系统判断，完成放电信号特征的提取，从而完成对于信号及其所代表的高压开关柜异常状态的判断。相比于其他类型的信号分析和特征提取技术，小波包处理技术主要能够对信号当中存在的噪声进行去除，从而实现对于不同情况下的异常信号进行波形分析、频率分析以及幅值分析，随后通过分解方式，获得各个层级所代表的信号能量值。信号能量值可以在对应的频段当中作为能量的特征参数，完成对信号特征特点的总结。而在神经网络的选择中，选用在放电识别方面具有优势的RBF网络。相较于其他分析类型当中常见的BP网络，RBF网络更符合高压开关柜放电现象的判断，并能够借助特征向量，完成特征分类，因此更具应用优势。
（3）在线监测系统的实时检修应用。
在线监测系统在实际应用中的主要价值，在于帮助相关管理检修人员能够实现远程数据分析和开关柜异常状态判断，并制定出相应的高压开关柜维修处理计划。相比于传统现场检修技术而言，更具安全性和客观性。在线监测技术的应用下，高压开关柜的检修改变了以往的定期检修和抽样检修方案，改为了状态检修为主的检修策略，通过监测系统对异常状态所进行的评判，帮助检修人员形成检修意识和检修理念。
4结语
随着我国电力系统的快速发展，在电力系统正常运行过程中还会存在一定的安全问题，尤其是高压开关柜局部放电现象，由于这种电气设备价格高，后期维修困难，因此，需要耗费大量的人力与财力，因此，本文通过对高压开关柜局部放电的监测，进而及时发现其中存在的问题，并同提出解决措施，以提高系统的安全运行效率。
参考文献：
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论文作者:蒋雪昭
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/18
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