摘要：本文对开关柜设备局部放电检测的特点和方法进行了介绍，结合缺陷案例，阐述了开关柜带电检测中对异常信号的发现、典型图谱的识别以及缺陷部位的确定等具体步骤的实施，以及进行这类检测工作的关键要点。
关键词：开关柜；局部放电；带电检测；超声波；暂态地电波；特高频
一、引言
电力系统中高压开关柜设备多用于35kV、10kV系统，主要是面向用户单位和居民生活的重要电源，如果出现故障，对系统可靠供电和社会稳定将造成很大影响。因此开关柜设备的安全可靠运行具有十分重要的意义。传统的停电例行试验项目由于周期长，停电复杂等原因，对于在运行过程中逐步发展的和修试周期内积累爆发的绝缘缺陷和故障，无法起到有效作用。因此，局部放电带电检测手段在系统中逐步开展并对设备的稳定运行起到了积极的作用。
二、开关柜设备局部放电原因
高压开关柜受设计、制造、安装和运行维护方面不同程度的影响，由于污秽、绝缘薄弱、固定元件松动、局部场强集中、受潮等原因常引发事故。主要表现为外绝缘对地、内绝缘对地、相间绝缘、雷电过电压、绝缘件等部位的闪络、击穿。
开关柜绝缘事故原因分析主要有以下方面：
1、绝缘距离不足：爬距和空气间隙不足是开关柜发生绝缘损坏事故的根本原因。
2、制造工艺不良、安装质量差：制造工艺及安装质量对开关柜整体绝缘水平有很大的影响。
3、运行环境条件的影响：未在开关室内采取除湿措施，开关柜内绝缘件表面水汽凝结会导致爬电和闪络。
三、开关柜设备局部放电检测的优点及方法
1、高压开关柜设备局部放电带电检测的优点：
（1）具有早期预见性诊断作用；
（2）为针对性停电维护缺陷间隔提供支撑；
（3）现场实施方便，安全高效，可持续跟踪监测；
（4）具有绝缘故障带电检测的定位功能，提高修试效率。
2、高压开关柜设备局部放电带电检测的方法
（1）暂态地电波检测（TEV
（2）超声波检测(Ultrasonic)
（3）特高频检测法（UHF）
考虑到放电类型能量的释放形式不同、各种检测方法的实用性与灵敏度也存在差异。因此，在对开关柜局部放电检测过程中，可将上述检测手段综合应用。
四、开关柜设备局部放电检测案例分析
按照作业计划安排，于2017年3月对某220kV变电站35kV开关柜进行局部放电带电检测工作。检测步骤如下：
1、进行各间隔柜体表面的暂态地电压巡检；
2、在各间隔柜体缝隙处对超声波局放信号采样检测；
3、对存在异常放电信号的间隔使用局部放电综合测试仪进行缺陷判别和精确定位。
使用手持式多功能局放测试仪对某35kV出线隔进行巡检时，暂态地电压检测及超声波信号检测，测试结果均未见异常。
随后进行特高频信号检测，发现异常信号，最大值56dB，具有一定的局部放电特征。如图1所示
图1
为进一步确认缺陷类型，采用特高频检测模式，对柜体后柜中上部非金属部分进行采样和定位。
1、开关柜特高频定位情况
1.1、信号类型判断
图2：10ms/div示波器波形图
图3.：5ms/div示波器波形图
如上图所示，放电信号在每个工频周期内都有几簇，信号较少，但工频相关性强。判断为悬浮放电的可能性较高。
1.2、信号源横向定位
将两个特高频传感器放置在柜背面红色传感器波形与黄色传感器波形的起始沿基本一致，说明信号到达两传感器的时间基本一致，说明信号源位于横向接近同一平面上。同一位置多次触发，能得到不同的时沿波形，分析认为信号源可能存在两个。
1.3、信号源纵向定位
将两个特高频传感器放置在柜背面，红色传感器在下，黄色传感器在上，两传感器所采集到的特高频信号可知红色传感器波形与黄色传感器波形的起始沿基本一致，定位信号源位于横向相交的纵轴平面上。
1.3、信号源前后定位
将黄色、红色两个特高频传感器分别放置在柜的侧面，两传感器所采集到的特高频信号可知红色传感器波形与黄色传感器波形的起始沿基本一致，说明信号源位于开关柜体前后方向所在的平面上。
综合横向、纵向及柜体前后方向的轴线相交定位信息和开关柜结构，判断信号源可能位于开关柜内的A相、B相流变附近。随后将安排计划检查消缺。
五、检测工作中应注意的关键几点：
1、积极开展运维一体化的推进实施工作，日常巡视采用局放巡检装置对开关柜设备进行带电检测巡检。
2、制定并严格执行每年局部放电带电检测计划，以确保设备的绝缘状态可控在控。
3、现场检测注意排除外部放电源的干扰，避免内部缺陷放电源定位出现失误。
4、开关柜设备交接试验的交流耐压试验实施时，可在运行电压下同步进行局部放电带电检测试验，以确保设备内部绝缘组件在交付使用初期良好的健康水平。
六、结语
开关柜类设备作为主要电气设备在电网中扮演着极为重要的角色，对于这类设备的安全运行也有越来越高的要求。局部放电带电检测技术的推广实施，对保障系统的稳定可靠运行以及设备绝缘状态的评估起着越来越重要的作用。伴随着这项检测技术的发展和成熟，还须要对干扰排除、缺陷判别、精确定位等方面做更多的探索和研究。
参考文献：
1、《Q/GDW 11060-2013交流金属封闭开关设备暂态地电压局部放电带电测试技术现场应用导则》
2、《Q/GDW 1168-2013输变电设备状态检修试验规程》
3、《电网设备带电检测技术》
4、“高压开关柜局部放电检测定位技术的应用及改进”—— 黄成军，《电工技术》
论文作者:马苏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/19
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