（国网怀化市供电公司 湖南怀化 418000）
摘要：在配网系统中，10kV配网开关柜的安全运行至关重要，其运行好坏直接决定配网运行质量。经分析发现局放现象是导致开关柜发生故障的诱发原因，因此需采取方便、快捷、有效的检测方法检测局放。本文主要分析超声波和TEV联合检测技术在10kV高压开关柜局部放电带电检测中的应用。
关键词：局部放电；TEV；超声波；开关柜
0 引言
开关柜设备的绝缘性能在很大程度上决定了开关柜的可靠性，而衡量绝缘性能的重要标准之一是局部放电的发展程度。以往的开关柜局部放电检测过于简单且不可靠，大都依靠运检人员通过目视、耳听等方式进行判断，缺乏及时性和准确性。和传统巡检和停电检查相比，局部放电检测技术可预先方便、快捷地发现设备的潜伏性隐患，在放电尚未严重时及时发现和预防。配网开关柜局部放电检测主要采用TEV技术与超声波技术，将两者配合联合使用，能够弥补相互间的缺点，从而可全面排查局部放电隐患，达到预期的检测效果。
110kV配网开关柜局放带电检测技术
设备的局部放电问题若长期不进行处理，会进一步发展成严重缺陷，从而造成更大的危害，如绝缘介电性能下降从而导致绝缘击穿等。配网开关柜的运行状态直接决定了配电网的可靠性，占据着十分重要的地位。怀化地处南方山区，开关柜的运行受到气候潮湿等环境因素的影响，这些因素进而会影响开光柜的内部绝缘状态。而局部放电是导致开关柜设备发生绝缘故障的主要原因，怀化供电公司针对高压开关柜绝缘故障占有比重高的问题，引入高压开关柜带电检测技术，对提升本地区配网开关柜的检测水平及带电检测技术的推广起到重要作用。
1.1TEV检测技术
开关柜发生局部放电时，所释放的电量集中在距离放电位置较近的接地金属表面，产生向多个方向发射的电磁波，若是内部放电，放电量则通常集中于接地屏蔽的内部，一般发生在绝缘体和垫圈相连位置，此时电缆绝缘终端等处的屏蔽层可能损坏，使得高频电磁波逐渐向设备外传递[1]，放电处的电磁波也能凭借金属箱体接缝以及绝缘开关等向外传输，在金属外表面产生暂态电压。TEV检测方法测量方便，可在带电条件下进行检测，具有较强的适应性，对特殊局部放电类型具有很大的灵敏度，抗外部干扰能力强，可高效定位故障点和采集故障点数据[3,4]，方便检测人员后续对故障类型进行判断和分析。
1.2超声波检测技术
配网开关柜设备内部产生局部放电时，会产生冲击的振动和声波，超声波凭借较高的传播速度，可以迅速通过周边介质而向周围传播，当 时就可以被听到， 时，则无法被人听到[5]，借助超声波检测器可对放电超声波进行识别，并发现和定位可能存在的局部放电隐患[6]。
图1 开关柜声电联合检测流程图
表1 TEV和超声波检测特点比较
2 10kV配网开关柜局放联合带电检测应用方法
从表1可知，以TEV检测与超声波检测为基础的声电联合检测放方法可有效检测开关柜设备局部放电，利用两者的优势互补性可全面检测故障，先进行TEV暂态地电压初步检测，后进行超声波深度检测判断故障发生点，可通过横向比较和纵向比较的方法对记录的数据和图谱进行分析，其检测流程如图1所示。
3 实际应用及分析
3.1故障检测
怀化供电公司鹤城区某10kV开关柜，2009年09月出厂，2009年12月投入运行。2018年11月14日10时，运检人员在对其进行例行检查时，发现柜体附近有异常声响，随后进行局部放电检测，发现柜内304开关柜间隔暂态地电压波检测数值明显偏大，后采用超声波检测仪在问题柜间隔缝隙处进行检测，结果如表2所示，横向比较图如图2a)所示，TEV检测图谱、超声波分别如图2b)、c)所示。
表2 问题开关柜带电检测数值表
说明：温度11℃，空气湿度76%，TEV背景值16dB，超声波背景值-30dB。
c) 超声波检测图谱
图2 联合检测图
3.2数据分析
通过分析图2 a)可知，横向比较该开关柜开关间隔的TEV测量值可知，其304开关柜的测量值明显高于其他开关柜，且柜体中、下部与其他柜体和背景值偏差均达到20dBmV以上，其中部TEV最高值高达51dBmV，如图2 b)所示，可初步判断304开关柜可能存在局部放电，位置在中下部。借助该柜体后中部位置的超声波相位图谱，如图2 c)所示，分析可知，该疑似局放类型为沿面放电。根据表3的标准，该局放等级为异常缺陷，需进行停电开柜检查，做进一步确认。
表3 判别标准
3.3 停电检查
对304开关柜停电后进行外观检查，通过柜体下部窗口观察，发现内部有较多水珠，柜体受潮严重，A相高压电缆头区域有多处发黑点，如图3所示，对黑色区域对应的交联聚乙烯绝缘层进行检查，未发现击穿痕迹或贯穿性击穿通道。对A相电缆进行串联谐振耐压试验，试验电压为26kV，试验时间5分钟，耐压试验结果正常，确定电缆头内绝缘层无击穿或放电通道，绝缘未受到损坏。经过进一步检查发现，放电点均为水珠状痕迹，A相电缆外冷缩套上有大量水滴，判断是电缆终端头长期受潮使得其绝缘水平降低，导致其发生沿面放电。因此，304开关柜局部放电是由于柜体长期受潮导致的沿面放电，与局部放电检测结果一致。
图3开关柜停电后外观检查结果
4 结语
综上所述，配电网10kV开关柜局部放电检测应综合利用检测技术。超声波检测可对放电具体问题进行精确检测，暂态地电压检测可实现对开光柜局部放电幅值及频率的精确测定，将两者结合应用于带电检测工作中，能够收到预期的检测效果，既规避了电力系统设备运行的故障风险，也对故障也进行了处理。
参考文献
[1] 徐永强. 10kV高压开关柜带电检测分析[J]. 科学与信息化, 2018, (07):112-114.
[2] 曹飞翔. 基于TEV、超声波联合检测的开关柜局部放电诊断研究[D]. 华北电力大学, 2017:20-28.
[3] 肖远文. 电力系统高压设备带电在线检测技术的研究[J]. 山东工业技术, 2018, (01): 192-193.
[4] 孙振，王艳华，于啸，王玉龙. 声电联合检测技术在开关柜局部放电中的应用[J]. 电工技术, 2017, (03): 134-136.
[5] 王超，朱颖，张汉雄. 开关柜局放带电检测数据异常的缺陷诊断及处理[J]. 江西电力, 2016, (04): 47-52.
[6] 李军浩，韩旭涛. 电气设备局部放电检测技术述评[J]. 高电压技术, 2015, (08): 2583-2601.
论文作者:尹志贵,方向,申巧,唐强,陈怀,佘君
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/11
标签：开关柜论文; 局部论文; 超声波论文; 检测技术论文; 故障论文; 所示论文; 怀化论文; 《电力设备》2018年第30期论文;