摘要：在社会主义市场经济快速发展的大环境下，电力企业在我国国民经济中的地位显著提升，为了满足现代社会的实际需求，电力企业在快速发展过程中不断寻求新的进步和创新。10kV配电网在日渐复杂化的城市电网系统中发挥着至关重要的作用，在实际运行过程中，10kV配电网在实际运行过程中仍存在较多问题，强化10kV配网开关柜局部放电带电检测实践探究是电力行业发展的主要方向。笔者结合多年工作经验，从10kV配网开关柜产生局部放电的原理着手，对10kV配网开关柜局部放电带电检测技术做了简单介绍。
关键词：10kV开关柜；局部放电；带电检测应用；缺陷整改
10kV配网开关柜是配网中不可或缺的组成部分之一，开关柜运行的稳定性是电网安全运行的重要保障，因此，配网工作人员应该结合配网开关柜运行的实际需要，重视巡视、实验和检测技术的重要性，在保障原有检测技术的同时，不断对配电网开关柜具备进行放电和带电检测，为电网的安全运行提供保障。
1 10kV配网开关柜局部放电带电现象的危害性分析
1.1开关柜设备被击穿的危害性
在10kV配网及开关柜设备运行过程中可能会出现击穿以及绝缘放电现象，而该现象发生后易产生较强腐蚀性，进而对开关柜设备造成局部损伤或者腐蚀，增强开关柜设备绝缘体的导电性，从而造成10kV配网开关柜设备被击穿的状况，影响整个10kV配网的运行安全。
1.2开关柜局部被击穿的危害性
在10kV配网运行中，开关柜局部放电会引发放电处绝缘体被击穿。开关柜绝缘体局部被击穿不仅会危害开关柜的结构与功能，同时还对10kV配网的整体运行造成一定威胁。
1.3开关柜绝缘系统被击穿的危害性
10kV配网开关柜局部被击穿，若不及时加以检修，长此以往将会在10kV开关柜的放电点以及放电部位形成积累效应，导致开关柜绝缘系统出现崩溃现象，严重的话会造成开关柜绝缘系统彻底被击穿，从而影响10kV配网运行的安全性与稳定性。
2 10kV配网开关柜检测技术方法
在10kV配网开关柜局部放电带电检测中常用的检测方法有两种，分别是超声检测方法和TEV检测法。超声检测法主要是针对10kV配网开关柜运行过程进行超声波检测，若开关柜局部存在放电情况，那么将会在超声波频谱中显示出来，开关柜局部放电越强烈，超声波所产生的强度也会随之增加，通过对超声波的频率及强度检测可以计算出开关柜局部放电的实际电量。TEV检测法，该方法在开关柜使用之初无法对开关柜的放电量进行计算，当开关柜局部出现放电情况时，开关柜的垫圈连接处、绝缘部件以及电缆绝缘终端等多个部位将会出现绝缘破坏的情况。同时这些被释放的电磁波在释放过程中会产生一个暂态电压，此时暂态电压会通过开关柜的金属箱体表面进行接地操作。利用TEV检测法，再辅之以电容耦合式传感器则可以检测到TEV信号，从而获取准确的开关柜放电脉冲频率以及放电幅值。
3不同环境下10kV配网开关柜的放电带电检测操作
在污秽环境下10kV配网开关柜设备的电阻值会有所增加，在开关柜局部放电带电检测中若运用TEV检测法，那么会导致推算值偏小的情况，同时还有可能检测不到，因此针对这种环境应优选使用超声波检测法。在潮湿环境下，10kV配网开关柜设备易发生局部放电现象，并且其声音传播速度也会相应变快，传播声能加大，在这种情况下若使用超声波检测法进行开关柜放电带电检测，那么则易导致推算值偏大，为了保证推算值的准确性，在该环境下应优先使用TEV检测法。在高海拔环境下应优先使用TEV检测法，因为高海拔地区空气稀薄，声音传播速度较快，声能较大，基于高海拔环境的特点，利用TEV检测法对开关柜局部放电带电情况进行检测更佳。
3.1暂态地电波（TEV）检测法
由放电产生的电磁波通过金属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传播出去，同时产生一个暂态电压，通过设备的金属箱体外表面而传到地下去，这些电压脉冲又称暂态对地电压Transient Earth Voltage，简称TEV。
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3.2超声波检测法
放电产生的声波的频谱很宽，可以从几十Hz到几MHz，其中频率低于20kHz的信号能够被人耳听到，而高于这一频率的超声波信号必须用超声波传感器才能接收到。用超声波信号声压的变化代表局部放电所释放能量的变化，通过测量超声波信号的声压，可以推测出放电的强弱，这就是超声波信号检测局部放电的基本原理。
3.3局放定位仪PDL1检测法
放电持续时间一般只有几个纳秒。因为电量等于电流乘以时间，一次放电1000pC，持续10纳秒，就产生100mA的电流。对于持续时间那么短的放电脉冲，被测设备就不能看作是个整体，而应看作是传输线。它的电气特性就由其分布电容和电感决定。当发生局部放电时，电磁波从放电点向外传播。电流大小与这些电磁波产生的电压有关电压等于电流与路径阻抗的乘积。在不考虑损耗的传输线上，阻抗满足以下公式：
这里L和C是传输线单位长度的自感和电容。Zo的数值变化很大，通过研究，单芯10kV电缆约为10Ω。电压脉冲在金属壳的内表面传播，最终从开口、接头、盖板等的缝隙处传出，然后沿着金属壳外表传到大地。这样，使用电容耦合式传感器就可检测到放电信号，而且可以通过同一放电源到不同探测器的时间差异对局部放电源进行定位。
3.4阀值判断
超声波检测法中，数值>8dB且≤15dB为中等放电，数值>15dB为严重放电；在暂态地电波检测法中，结合环境值进行判断，相对值>20dB为中等放电，相对值>34dB为严重放电。
4 10kV开关柜局放试验分析及整改措施
4.1局放试验分析
运维班将TEV与超声波检测法结合使用，对2014年局放试验不合格的10kV开关柜进行统计，柜内带电部位表面放电占71.7%，班组对这现象进行分析。环境方面，班组用湿度计测量设备箱体内湿度，湿度在80%以上的数量占82.9%；设备方面，底部的防护是整体防护的薄弱环节，小组封堵完好的柜进行观察，发现开关柜分别出现水雾、积尘严重、异味三种异常现象，异常率达100%，同时发现恶劣环境从设备底部进入比例占61.1%。综上所述，导致开关柜内带电部位表面放电主要有两方面原因，一是室内或设备箱体内空气湿度大，二是柜内底部封堵不满足现场环境。
4.2制定整改措施
4.2.1加装新型智能除湿设备
在此之前，开关柜也有除湿装置，主要为加热除湿和空调冷凝两种方式。前者优点是体积小，成本低，但相对耗能高；后者优点是除湿效果稳定，但体积大，使用成本高。因此，班组采用半导体制冷除湿方式来除湿。该除湿装置在一定电压作用下产生冷热效应，将冷凝器表面温度降至露点，从而使空气中的水分子凝结，经水槽汇集并引流排至密封空间外，实现降低开关柜内部空间的绝对湿度。
4.2.2加强开关柜底部封堵和基础底部通风
防火隔板与防火堵料组合使用，对开关柜进行封堵。防火隔板也称防火防火隔板或不燃阻火板等，是由多种不燃材料压制而成，阻燃性能好，机械强度高，耐化学防腐蚀。在室外设备土建基础加装百叶窗或通风管。加强设备底部土建的通风，建议安装两个通风管，这样可以让底部气体产生对流，效果更佳，减少基础内部气体对设备的影响。
5结束语
供电运行维护部门应重视对10kV开关柜进行局放试验，对试验不合格的设备及时那个处理消缺，改善10kV开关柜内部运行状态，减少重大故障隐患，保证电网正常运行。同时提高供电可靠性，减少因设备缺陷导致的停电时间。另外，促进配网设备的选址优化，彻底勘查地理环境，避免恶劣环境对设备的不良影响，有利于设备更长久更稳定地运行。
参考文献
[1]杨超，张霖.开关柜局部放电带电检测技术的运用[D].电气开关，2011.
[2]邓海.10kV配网开关柜局部放电的声电联合检测研究[J].电工技术，2012（02）.
论文作者:李凯
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/8/26
标签：开关柜论文; 局部论文; 设备论文; 超声波论文; 环境论文; 电压论文; 箱体论文; 《电力设备》2019年第7期论文;