摘要：高压开关柜的运行直接关系到供电相关问题（供电质量等）的可靠程度，所以检查可能出现的绝缘故障，有效查探高压电柜局部放电是目前急需解决的重要问题。本文首先介绍局部放电的危害，再介绍高压开关柜局部放电检测技术及相应检测部位和检查方法最后得出一定相关结论。
关键词：局部放电、高压开关柜、检测技术
在电力系统的广义范围内应用中，高压开关柜的运行直接关系到供电相关问题（供电质量等）的可靠程度。高压开关柜有着可靠性高、体积小的特点，但高压开关柜在多种影响因素（热、电、化学）下容易发生故障或者出现电气绝缘强度降低的现象。而发生绝缘特性裂化故障时有百分之八十多的可能是由于局部放电原因所导致。由此可知即使检查可能出现的绝缘故障，有效查探高压电柜局部放电是目前急需解决的重要问题。
一、局部放电的危害
在强大的电场作用之下，电力设备绝缘介质在其可能的局部范围内会出现放电的现象，该种现象称为局部放电。该种现象会导致多种可能的故障，比如出现各种导体设备的短接现象（位于绝缘部位），从而造成设备故障或机器破坏。基于先进的多种研究结论，局部放电发生的部位有如下几种可能，其中最主要的部位位于气隙部分位置，其他高概率发生位置还有固体绝缘空穴区、导体部分、半导体边缘部分或者液体绝缘气泡部分。
在了解局部放电现象的前提下，我们需要深入了解局部放电的危害。总的来说，局部放电危害可以概括为两个方面。第一方面局部放电现象能够造成系统设备加速老化现象以及绝缘性下降现象。局部放电的第二个方面危害即为电能巨大浪费现象。对于第一方面，即局部放电现象能够造成系统设备加速老化现象以及绝缘性下降现象，高压电柜顾名思义其电压相对于一般电压较之相高甚远，于是高压会形成强大的击穿场强，该击穿场强不仅可以击穿空气，并且会对该高压开关柜的整个系统中的各类部件的绝缘表皮产生极其不利的强大影响。由于电压强大，由相关理论可知，电流也会极其强大，在强大电流的作用下会对高压开关柜的整个系统产生极大的破坏力，如高压柜绝缘皮的老化程度会在强大电流的破坏影响下加速老化。我们不难推断其二者呈显著的正相关关系。再者，局部放电的第二方面危害。由于局部放电的反复频繁发生对于系统电能来说是巨大损耗，故而会对电费方面造成极大的浪费。
在对广州某个地区的研究中，研究人员对其十几座大型民用建筑进行大量的调查和研究，通过研究人员的不懈努力，终于得出局部放电会增大百分之十左右的电能损耗的结论。同时该研究还进一步证实了局部放电现象能够造成系统设备加速老化现象以及绝缘性下降现象。由此我们必须深入重视局部放电现象，并且了解局部放电现象产生的原因及其可能发生的严重后果，并对其产生的严重后果做好时时的预防。由于局部放电现象带有隐藏性，所以不易发现局部放电，所以对于局部放电的检测技术就要求十分苛刻。
二、高压开关柜局部放电检测技术
在本文中我们具体介绍如下的高压开关柜局部放电检测技术。众所周知，局部放电释放其能量的方式有多种，其中以无线电波、光热、声波、气体等的方式最为常见。所以我国及国外工作人员针对其释放能量的多种形式提出了光检测法、超高频率检测法、磁波检测法、电脉冲检测法及超声波检测法。为了不影响作为封闭式设备的高压开关柜的正常运行状态的实现，国内外科研人员及相关电力部门非常倾向于使用非侵入检测，非侵入检测就是根据电磁频谱中的无线电频率部分或者超声波发射信号的相关检测来实现局部放电检测最实用的技术。在多种检测方法中，以超声波检测法的检测方式最为先进，故而我们首先探讨超声波检测法。
通过局部放电现象会产生机械信号的原理，我们提出了超声波检测法，超声波检测法一大优点就是能极好的抗击电磁波能其他元素的相对干扰，并有效锁定局部放电的空间位置和时时检测的客观需求。超声波检测法的另一优势：及时评估高压开关柜的绝缘状态，并进行细致评判，且具有分类别识别局部放电的能力。
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随时伴随有声发散现象是局部放电的一大特点，局部放电散射的声波在各个频率均有分布，且在各个频率中所占份额各不相尽，从几十兆赫兹到几赫兹的声波频率皆有不同程度的分布。由于我们所认识到的声波往往会遵循普通机械波的传导规律，即机械波会沿球波面的具体形式向各处散射，由于机械波在不同介质中传播速度各不相同，所以在不同介质的交接位置会发生反射和折射现象。
当高压开关柜产生内部放电时，局部放电的的机械波（声波且主要是超声波）会传递开来，散射到高压开关柜的表面各处。如果我们在高压开关柜表面安装超声波检测装置，那么利用超声波检测法我们会较容易得出应有结论。其中超声波检测设备包括如下部件：放大装置、指示装置、接收装置；整体而言该装置的灵敏程度主要取决于放大装置和接收装置，而指示装置相对而言仅起到指示现场状况作用。这其中接收装置是整个超声波检测的核心设备，作为接收装置，其作用主要是尽最大可能收集超声波至还能原件中，还能原件会至此将收集到的超声波转换为相应频率的可识别电信号。当超声波传感器接受频率高于二万赫兹的信号时会将超声信号转变为电信号（超声波局部放电的原理）。由此，经过一系列处理就可以得到高压开关柜局部放电的表征量。通过研究表明，在某种程度的局部放电条件下，局部放电量的高低与超声波信号值呈正比关系。简而言之，只要在一定的范畴之中，局部放电量就与超声波的幅值呈现正比例关系。因此，判断开关柜绝缘状态行之有效的方法就是准确的检测及分析开关柜局部放电产生的超声波信号。
另外一种重要方法即暂态对地电压检测法。该种检测技术是一种新型检测方法，该种方法下高压开关柜可以在运行的状态下进行，在线或线下检测都可以继续运转，如此有利于尽快发现高压开关柜的绝缘缺陷，为排除局部放电故障准确有效的进行诊断，且该种方法抗干扰能力较强，实验数据的提供也较为容易。根据暂态对地电压的传播特性，可以知道距离放电点越近的位置，检测到的分贝值越大。所以开关柜内的放电源的位置确定，可以通过多个检测位置的测量值做出判断。目前最先进的信号采集电路已经能够分辨出信号之间的纳秒级差距，使得利用时间差来定位的可能性成为了现实。
三、检测部位及方法
检测方法及检测部位主要是针对暂态对地电压检测法。暂态对地电压检测法的检测判断方法主要有四种，分别是：声音判别、定值别、纵向判别、横向分析。其中横向分析、定值判别、纵向分析三种方法是针对暂态对地电压检测法的主要判断法，而定值判别、纵向分析、声音判别进行的判别法则是针对超声波检测的判别法。超声波检测过程之中应将超声波传感器沿着开关柜上的缝隙扫描检测。暂态对地电压法检测部位主要是连接处、穿墙套管，支撑绝缘件、断路器、PT、电缆等设备所对应到开关柜柜壁的位置，这些设备大部分位于开关柜前面板中部及下部，后面板上部、中部及下部、侧面板的上部、中部及下部。
四、结语
局部放电量等相关参数作为评价电力设备质量的重要指标，而局部放电检测则是电力设备绝缘的主要试验项目。高压开关柜进行局部放电实时检测基础就是高压开关柜的超声波检测技术以及暂态对地电压检测技术，通过这两项技术可以全面掌握高压开关柜的实时运行状况以及高压开关柜局部放电的具体位置和相应原因，并对一段时间内的绝缘状态进行预测，并有效防止高压开关柜的电能损耗和快速老化，同时根据其绝缘状况采取行之有效的检修方案和维护策略以及预防措施。
参考文献：
[1]柯鸿飞.高压开关柜局部放电检测技术应用浅析[J].通讯世界,2017(19):222-223.
[2]严楷.模拟空间环境下电接触薄膜失效行为及机理研究[D].北京科技大学,2017.
[3]高明亮.直流电法地电模型参数辨识的非线性方法研究[D].吉林大学,2016.
[4]鲍连伟.脉动直流电压下油纸绝缘局部放电特性与多变量失效模型研究[D].重庆大学,2016.
[5]李江龙.基于配电高压开关柜的局部放电检测技术应用研究[J].高教学刊,2015(15):203-204.
论文作者:孙晓亮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/13
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