摘要：电网建设中10kV开关柜得到了广泛的使用，但是在具体的工作环节，受到环境因素的影响，使开关柜放电现象时有发生，不仅对电网的安全运行构成隐患；还导致了电能的极大浪费。为了能够及时发现开关柜的放电现象，需要利用先进的检测方式对开关柜的放电位置进行确定，并采取有效的措施防减少放电现象。
关键词：10 kV开关柜；放电诊断；超声波检测
前言：
在进行10 kV开关柜的放电诊断，需要结合开关柜所处的环境，利用先进的技术对内部放电进行有效的诊断，并采取果断的措施完成修复工作，保障电力设备的正常运转。本文对10 kV开关柜进行了简单概述，阐明了进行开关柜内部放电的诊断分析的必要性，并结合超声波检测和暂态地电压检测等技术，对开关柜进行了准确的检测，为修复工作提供了准确的数据支撑。使开关柜内部的电力设备能够保持良好运行状态。
1 10 kV开关柜的简单概述
人民物质生活的逐渐丰富，使社会的用电得到了显著的增加，随着电网升级改造的逐步完成，在变电站的电能转化过程，开关柜作为重要的用电保护设备，它的主要作用和功能，是为了能够起到开合、控制以及保护电路的作用的，对于保障系统运行有着重要的积极作用。另外开关柜具有结构紧凑、占地面积小以及功能丰富的特点。同样由于这些特点存在，导致开关柜内部散热效果不好、温度调节能力差，长期处于高温、高压、潮湿状态，使开关柜内部的绝缘部件出现了相应的局部放电现象，影响了开关柜的正常工作，严重时还会放电短路导致线路停电。由于此种故障率居高不下，因此需要定期对开关柜进行必要的诊断检修工作，使其处于良好的状态[1]。
2 进行开关柜内部放电的诊断分析的必要性
开关柜形成内部故障的过程中，是一个较为漫长的过程中，这样变化是能够被检测到并及时的予以技术纠正的过程，能够及时发现隐藏放电隐患，避免可能发生较大故障，影响开关柜的正常工作。因此为了能够实现科学的检测，针对可能出现的问题，需要进进行必要的开关柜检测，提高开关柜内部的放电诊断效果。目前来讲，现阶段的检测手法主要有高频法、超声波法等，通过这些技术的应用，能够及时有效的完成对开关柜绝缘性能的有效评估，并对放电位置，放电原因进行分析，找到相应的解决办法，提高今后设备运行的稳定性。
3 开关柜内部放电的诊断技术
3.1 超声波检测技术分析
利用超声波检测技术能够在柜体金属外壳的缝隙部位对用空气的声波进行检测，采用的一般是针对频率在35kHz和40kHz之间的超声波，由于超声波具有一定的束射性和方向性，且能够沿着直线进行传播，并且超声声波检测法分为接触式和非接触式，进行开关柜问题检测的过程中，采用的是非接触式检测法，能够有效判断开关柜内部的具体情况，但是由于超声波本身的特点，在工作的过程中容易受到环境因素的影响，如高压室内环境噪声等，这些都会造成检测结果不准确性，因此对检验结果造成偏差。
3.2 特高频放电检测技术分析
该方法主要就是利用特高频传感器对放电脉冲激发的特高频电磁波进行检测，并获取反馈数据进行分析，实现对柜体内部放电情况的检测。采用电磁波具有较高频率，可以达到GHZ，检测频段一般采用3300MHz和3GHz范围之内。进行检测的过程中，一般是在检查者测窗口位置以进行检测，该种检测方法具有高灵敏度、高可靠性、对于低频电晕还有较强的抗干扰能力，但是对于处于接近频段的电磁波的抗干扰不足，如手机信号、电刷碳火花等电磁波干扰。因此要特别注意开关柜检测环境。
3.3 暂态地电压检测技术分析
开关柜会因为局部放电导致电磁波在金属表面产生趋肤效应，朝着各个方向进行分散传播，在金属表面产生暂态地电压。其中生成的暂态低电压和放电量、放点位置以及传播途径有着深层次的关系。通过利用面对专用传感器能够对该物理量进行有效检测，从而提高诊断效率，故障点和故障原因进行准确定位的，最终完成对局部放电位置的有效检测。并通过不同位置到达传感器的时间差，或幅值进行对比，对放电位置的进行确定。并在尖端放电、电晕放电以及绝缘子内部缺陷放电等较为敏感[2]。
4 某10 kV开关柜放电检测
4.1 超声波检测情况分析
按照相关操作标准以PDS-T90型超声波局部放电测试仪为测试仪器，对某10kV开关柜进行检测，实测的背景噪声平稳，最大值在-10dB，不对检测过程造成干扰。从而达到相关技术要求，可以进行有效检测。经检测能捕捉到明显的放电噪声，经过在不同地点的检测，能够对位置进行准确的评估，发现某一开关柜在进行远离检测的过程中，检测值也在不断缩小，因此可以断定该位置存在着放电现象。并通过对检测位置和检测数据进行图谱比对，能够获得较为准确的诊断信息，技术维护提供重要的数据参数支撑[3]。
4.2 暂态地电压诊断结果分析
除了利用超声波检测为了能够获得准确的数据情况，针对10kV开关柜以及相邻的开关柜进行了暂态低压检测，其经过确认背景辐射值为9dB，严格遵守暂态地电压测试程序相关操作准则，获得了一组检测数据，如表一为暂态地电压测试数据。经过测试分析后发现和背景值的电压差异在可控范围内，并没有发现电压异常。
表一 暂态地电压测试数据
在本次测量过程中采用了三种技术方法进行综合诊断，但是实测的过程中，由于特高频加测法的检测图谱的表现特征并不明显，因此，并没有列出该检测图谱，经过综合分析，初步诊断结果为924开关柜电缆室存在着岩面放电的现象。图一，为具有明显放电情况的电缆。
图一 具有明显放电情况的电缆
5 10 kV开关柜内部放电停电检查和措施处理
5.1 放电现象原因的确定
在确定了开关柜存在问题之后，需要对其进行停电检查，确定故障原因。在打开柜门后发现其中B相电缆的外绝缘层有明显的凹陷，经过初步判断内为放电导致。经过观察发现电缆A、B、C三相电缆的接头，太过于靠近，并因为柜体内部条件相对潮湿，在电缆的表面发现有明显的水滴凝绝，经过分析后最终确定为正是因为这些原因使该开关内部的电缆处于放电状态。在高压的持续作用下，最终形成了相应电缆表面的沿面放电现象。
5.2 形成放电现象原因分析
根据现成情况进行分析，不难发现开关柜绝缘性能变差的原因是由于潮湿导致的凝露的出现，其中开关柜内部的温度和湿度起到了一定的作用，通常情况下，开关柜内部湿度应该保持在合理的范围内，通过仔细排查故障原因，发现该开关柜密封不好，加上本地区最近以阴雨天气为主，导致了潮湿空气进入，为凝露的形成创造了条件，老式的开关柜密封效果并不是特别好，难以达到相关要求，而且开关柜内没有装设防潮装置，比如发热板及除湿装置，一旦水汽凝结就会对开关柜的内部造成放电现象，水汽在尖端放电的影响下凝结成氢离子和氧离子，阳离子和氧气发生反应形成臭氧。在臭氧环境下，绝缘设备的性能进一步下降。
5.3 针对放电现象原因进行的处理措施分析
运维人员将绝缘层损坏的电缆头进行了有效的拆除工作，并重新制作了新的绝缘层，并采用的热缩绝缘护套的方式对A、B、C三相电缆的接线柱进行保护和加固处理，使其能够恢复正常状态。并且在其内部加装设防潮装置，比如发热板及除湿装置，并结结合开关柜密封情况不佳的问题，对其进行了较为仔细的检查，发现了密封效果不好的部位，并用密封条的等进行的有效的密封措施，经过测试后发现效果较为良好，对开关柜的整体起到了一定的保护作用。并进行通电测试，经过半个小时的正常送电测试，放电现象明显消失，达到了良好处理效果。
5.4 开关放电现象的预防措施分析
为了能够有效降低对开关柜放电现象，需要根据实际情况，采取必要的措施防治使其保持良好的工作环境，隔离防潮措施的应用，将电缆进入开关开关柜的孔洞利用阻燃材料进行有效的封堵。可以了利用空调对开柜内部的温度和湿度进行有效调节。并采用新工艺和新材料，提高地基的标高，阻止地下水以及水蒸气的入侵，有效降凝露的形成。并加强对开关柜的巡视，特别是多雨季节，更要建立完善巡视方案。尽早发现该开关柜运行过程中的安全隐患。
总结
总之，在进行10 kV开关柜内部放电的诊断过程中，需要利用超声波检测技术和暂态地电压检测技术等，确定故障发生的位置，并进行停电检修工作，确定故障原因，并针对放电现象原因进行必要的处理，还要采取预防措施，减少放电的风险，使开关柜能够处于正常工作状态。
参考文献：
[1]阿布都艾尼·阿布都克力木，古丽斯曼·玉山. 10 kV配网开关柜局部放电带电检测[J]. 科技创新导报，2017（10）：48-49.
[2]王鹏，朱麟，陈田，等. 10 kV开关柜局部放电检测与分析[J]. 江西电力，2017（4）：2-5.
[3]明瑞卿. 10 kV开关柜局部放电综合检测方法的应用[J]. 机电信息，2016（21）：3-4.
论文作者:刘伟新
论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期
论文发表时间:2019/5/6
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