摘要：高电压等级的电网发展模式促使电网升级改造步伐加快，随之对电力系统供电可靠性的要求也越来越高。母线作为变电站中各电压等级配电装置的连接器件，连接着变压器等电气设备和相应配电装置，具有汇集、分配和传输电能的作用。母线运行状况直接关系到发电、输电、用电的安全性、可靠性、稳定性，母线绝缘故障将影响母线安全、可靠运行。本文主要探讨变电站高压开关柜绝缘性能检测与故障诊断技术。
关键词：高压开关柜；绝缘性能检测；故障诊断技术
引言
高压开关柜在整个电力工业中占有非常重要的地位，在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护。但是，由于高压开关柜在实际生产运行中或多或少的存在着一些问题，给电网的正常运行带来一定的隐患以及对检修作业人员和值班运行人员造成伤害。给所在供电区域的用户企业造成了极大的经济损失。因此，电力部门要做好高压开关柜的全过程管理，改善高压开关柜的运行环境，加大对高压开关柜的日常维护检修力度，以确保高压开关柜的安全稳定运行。
1 高压开关柜概述
高压开关柜是接受和分配电能的电气设备，由开关设备、监察测量仪表、保护电器、连接母线和其他辅助设备等组成，按一定接线方案，将有关设备组合起来。用于控制发电机、电力变压器和电力线路，也可作为大型交流高压电动机的起动和保护用。主要是根据2007年3月1日正式实施的标准“GB3906-2006 3.6～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备”来设计、制造。高压开关柜是由多种材料制造而成的。根据开关柜的不同，所用的制作材料也就不同，例如，焊接柜一般都是使用冷轧钢板和角钢生产而成的；组装柜则是由敷铝锌钢板或者是镀锌钢板生产而成的。随着技术水平的提高，运行经验的积累和反馈，高压开关柜运行可靠性不断提高，故障的发生几率被显著降低，但是由于各类高压开关柜内部结构和接线方式、整体设计、运行环境等方面存在的问题，使得长期处于高电压和大电流运行中的高压开关柜出现故障是在所难免的。
2 超声波与TEV检测技术
2.1 超声波检测技术
在实际检测中，以GZPD-01G型局部放电在线监测系统为核心平台，局部放电在线监测是目前业内公认的最有效的状态监测方法，系统采用分布式结构，每个局部放电采集器通过同轴电缆连接一个GIS局放传感器，即为数字化超高频-UHF传感器，控制器通过多芯电缆与数据服务器连接。在实际应用的过程中，该技术严格按照国家电网公司颁布的行业标准“Q/GDW540.1变电设备在线监测装置检验规范”设计，通过中国电科院电力工业电气设备质量检验测试中心最严格的型式试验，产品稳定性和可靠性已达最严格的工业标准；采用“噪声统计分析”方法配合软硬件滤波，屏蔽等手段，对于常见的放电干扰可以及时确定频段的干扰信号进行有效抑制，对于重复出现的干扰信号，可以根据信号的波形特征、频谱特征和工频相关性进行识别和消除；具备异常报警功能，根据局部放电严重程度给出不同的报警级别，进而提高配网开关柜局部放电带电检测的综合质量水平。
2.2 TEV 检测
TEV技术是指通过各种检测器材对于检测设备进行暂态对地电压的数据检测。在进行高压开关柜的局部放电检测之中，如果绝缘层发生了放电情况，需要采用TEV技术进行相关检查检测，则其检测器材就会捕捉到在无线电频率范围内，会出现电磁波，并且电磁波的频率为高频段，幅值通常为0.1MV，最大通常不会超过几伏，在这个时候，其局部放电电量就会出现在接地屏蔽之内，而如果其属于连续屏蔽层，那么在外部采用检测器具也很难捕捉到相应的电信号，其电信号会从金属外壳以及密封垫圈之中泄露到设备外表之上，在此时电磁波也出现在高压开关柜外表之上时，就会在接地金属外壳上存在暂态对地电压。因此在这个时候就应当充分加强对高压开关柜的局部放电检测。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆利用TEV技术对局部放电的情况进行检测，是目前常用的一种检测技术，其可以通过对于外表电磁波的捕捉以及金属外壳之上的电信号进行判断是否出现了局部放电的故障，这种技术检测速度快，但是需要的步骤相对复杂，但是也无法掩盖其优秀的技术。
3 采集数据以及分析
无论是采用上述两种检测技术中的哪一种检测技术，都会由于外界的影响因素，导致单次检测结果出现误差，或者可能出现误判，但是局部放电的检测必须要严谨，因此要充分利用统计学的相关理论，充分分析和讨论检测数据，最终得到一个相对准确的数据结果。如果经过多次的检测结果和统计分析表明，其局部放电处于一种活跃的状态，则可以认定高压开关柜此时出现了局部放电的故障，但是如果出现了多次检测之中，部分情况之下存在着放电活跃状态，而部分情况下没有存在放电活跃状态，则需要进行具体的讨论分析，不能简单的根据次数多少进行相关结果的评判，进行高压开关柜的局部放电检测是一项具有高端专业性的检测技术，需要全程按照相关规定标准以及技术要求进行，不能单纯凭借经验等主观认知就下结论，否则可能导致经济和电力安全上的损失。
4 开关柜绝缘性能检测与故障诊断系统的应用
这一系统的检测技术在原理上是一种比较性的检测技术。某个开关柜上的检测结果应与其以前的检测数据或其它同类型的开关柜所检测的数据进行比较，如果检测数据大于其它同型号开关柜或以前的结果，说明该开关柜存在放电活动，进而推断故障的可能性。因此，需要有相当的设备运行经验，才能根据技术检测结果分析设备绝缘材料还能维持运行的时间。记录每次设备故障的详细情况有助于分析判断放电活动对设备的影响。整个系统可分成3个子系统：（1）被检测设备和传感器，处于开关室现场。（2）信号预处理和数据采集子系统，一般集成在主机中，也处于现场。（3）数据处理和诊断系统，实际为1台PC和数据存储分析软件，处于主控室。
故障诊断系统大体包括三大子系统，具体是指：被测设备、传感器、数据采集系统，通常位于主机部分，故障处理与诊断系统主要依靠PC软件，通常位于主控室。实践应用：某220kV变电站，经检测得出开关柜后方局部放电检测值超出常规数值，达到31dB，放电处于开关柜后方左下部。检测数据后，若开关柜背景数值与测试数据都低于20dB，说明开关柜设备处于正常运行状态；若发现开关柜背景数字低于10dB，而部分开关柜检测数据为20-30dB范围内，则说明开关柜有局部放电趋势，需要严加维护管理；若若发现开关柜背景数字低于10dB，而测试数据高于30dB，则说明开关柜存在局部放电现象。此时引入定位技术进行放电分析，明确放电位置，锁定放电信号，并加以重复检测，以保证检测准确性。
结束语
综上所述，在高压开关柜之中发生局部放电现象是一种常常发生的故障情况，正是因为其常常发生，才更容易对整个电网的安全高效运行带来影响，甚至会导致电力系统发生大面积停电事件。因为其高压开关柜的局部放电常常发生，就必须要求相关检测人员要加强对于高压开关柜的局部放电检测，提高相关专业检测技术的掌握程度，更新相关检测硬件的整体水平，在专业性高的人员领导下，制定相关的检测检修计划，有针对性有规律的进行高压开关柜的局部放电检测，尽量降低高压开关柜的局部放电出现几率，保证电力电网的正常运行。
参考文献：
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作者简介：
应兵荣，1977——，男，浙江开化人，工程师，研究方向：开关设备绝缘技术及绝缘故障分析
论文作者:应兵荣
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/31
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