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摘要：金属封闭式开关柜由于占地面积小、安装维护便捷，12、40.5 kV金属封闭式开关柜被广泛推广应用，其运行安全直接影响整个变电站的供电质量与可靠性。目前国内诊断开关柜的绝缘状况主要依托预防性局部放电试验，需要停电进行，且很难发现在两次预防性试验间隔之间发展起来的绝缘缺陷。
关键词：状态检修工作；开关柜局部放电；检测技术；应用
1 开关柜的局部放电现象与带电测试技术
局部放电现象指的是设备的绝缘系统中有一部分被击穿而发生放电现象。局部放电一般情况下程度较小，但是经过不停的积累最终会造成绝缘层破损，不但会引起停电还会给工作人员带来危险。局部放电时会通过这几种方式释放能量：电磁方式，产生无线电波、光和热；声波方式：产生声音和超声波；气体方式：产生臭氧和一氧化二氮。现在对于局部放电进行非嵌入式检测时实用性较强的是基于暂态的低电压法与超生波检测。
暂态电压法也称为TEV法，高压设备产生局部放电时，电量聚集在放电点旁边的接地金属上，产生电磁波向四周传播；发生内部放电时，电量都集中于接地屏蔽表面，如果屏蔽层处于连续状态在外部是检测不到放电信号的。实际上，屏蔽层一般都位于绝缘部位、垫圈连接处和绝缘终端等发生破损引起不连续，这时电磁信号会传到设备外层。由放电形成的电磁波会通过箱体接缝处或者气体开关衬垫传输出去，还伴随暂态电压，通过箱体外表面传输到地下。高压设备对地绝缘处产生局部放电现象时，导电系统在金属壳之间会发生电容放电，放电量比较小一般是几兆分之一库伦，放电时间只有几个纳秒。
利用超声波来检测局部放电现象。局部放电的声波在每一频段都会发生散射，声波能不能被听见和个人听力有关。选择仪器探测超声波有这几个优势：对于人来说仪器的灵敏度比较高，不靠测试人员并且在可听频率范围内，还有方向性特点。在放电点和探头之间加一个气道，选择中心频率在40赫兹的探头，这是在对局部放电进行检测时采用超声波方法最灵敏的一个。超声波传感器在检测放电引起的信号时，使用外差法把所接受信号进行转换，使其成为人们可以判别和听见的声音信号，把放电引起的超声波用电压方式表示出来，使用者可以分析耳机中的放电声音和显示出来的声压大小来获得结果是设备有没有发生放电现象。使用该方法检测时要注意：从放电点发出的超声波信号需要能够在空气中很好地传播。有的高压设备特点是全封闭和没有气隙，对于它们的局部放电现象很难检测到其超声波信号。
2 两种检测方法在开关柜局部放电检测中的应用
现场的局部放电检测。检测时不能违反安全规程与便携式测试仪使用注意事项，对自身与仪器都要做好防护，并且按先背景后检测和精度数除干扰的原则。选择TEV法进行检测时，要先测量高压室背景值，对空气与门窗背景值做好记录，方便分析与排除干扰；重视空调尤其是压缩机会对测试产生干扰，电灯与风扇也会产生影响，测试过程中可以把这些电气关掉；还要重视高压室四周的环境影响，尤其是有微波发射塔时，经常对检测产生较大干扰，所以要多测试几次，通过分析来排除干扰，获得较为准确的检测结果。测试过程中把测试仪探头放置于开关柜的壳体上并贴紧，从前后两面的上中下测试点来检测，并准确记录幅值和频率为了方便分析。利用TEV法检测完后，在利用超声波方法来检测，测试时要保证安静，开关柜上有一个观察窗，可以打开它来方便检测，测试时要保持较好的安全距离与避免仪器掉到开关柜中引起事故。检测对象有母线排、开关、CT、PT和接头，如果显示数据异常就要对它实施重复检测，可以通过关闭观察窗然后在相同位置检测看看有没有受到外界干扰，还要准确记录数据。
对数据进行分析处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆检测完以后要在现场分析数据，根据检测经验和现场环境进行判断，经常使用的分析和判断方法：在高压室中TEV背景值和对开关柜的检测值没有较大差别，都低于20分贝，脉冲频率低于100时表示设备在正常运行，要按照正常周期来检测；背景值低于10分贝，有些开关柜的检测值处于20到30分贝之间，要对它的数据进行标注，这样在下次检测时可以很方便看到其变化情况；在TEV背景值低于10分贝，有的开关柜测试值超过30分贝，很有可能存在局部放电问题，要对该开关柜进行定位，找出放电点，一周后对它进行重复检测，确定存在局部放电时，尽快进行停电检测；在室内背景和开关柜TEV值都高于30分贝时，并且没有观察到有哪一个开关柜产生明显峰值，这时要重点考虑外部干扰。利用超声波检测法时测试数据通常情况下在负5分贝和3分贝之间，如果检测数值处于6到20分贝之间，表示在开关柜中存在局部放电问题，所以要对它进行复测。幅值高于20分贝时，表示开关柜内存在严重局部放电问题，要对它尽快实施复测并跟踪变化情况。
3 开关柜局部放电检测技术应用实例
2012年6月选择局部放电的专门测试仪器对110千伏某变电站10千伏开关柜进行带电检测，分析上面两种检测技术可靠性。TEV检测数据：在开关柜上选相应测量值，结合开关柜分布情况，对相同排开关柜做出横向对比，然后绘成数据图。TEV检测结果：开关柜测试值均低于10分贝，没有发现局部放电；利用超声波的检测结果：选择仪器超声波模式对所有开关柜实施信号普测，检测结果是：
开关柜 检测结果 放电部位
101 26 后上部
133 16 后中部
115 9 后下部
116 24 后上部
117 6 后上部
对检测结果进行分析，101柜后上部、133柜后中部等都存在局部放电，使用仪器检测时可以听到显著的放点声音。对使用超声波和TEV的检测数据进行综合分析，建议101柜再选择其它方法做出验证测试，对116柜把检测周期减少为1个月，对113柜把检测周期减少为2个月，对115和117柜把检测周期减少为3个月，然后观察变化情况。
由于101开关是次总开关，运行安全性很重要，所以根据测试结果对于101开关柜建议实施停电试验。检修人员在检修其外观时发现，因为环境因素和空间密闭造成开关上绝缘支柱发生潮湿，甚至有小水珠生成，在支柱上有黑色的放电痕迹。对开关进行加压，到10千伏时支柱上有爬电现象。检修人员快速对支柱做出烘干处理，并计划对133和116柜的异常开关实施停电检查，对于湿度大问题在开关柜上安装除湿器。通过这次带电测试，对设备状态做出准确检测，及时找出了绝缘缺陷，防止因为缺陷继续恶化使设备发生事故，验证了超声波和TEV检测技术在对开关柜进行状态检修时的有效性。
4 总结
状态检修要求是：结合状态监测与诊断技术来获得设备的状态信息，预知可能发生的故障，故障发生之前开展有效的检修与维护，这要求状态检测应该拥有较为先进的带电检测技术，对于开关柜发生局部放电时所需测试技术经过开始研发、应用而不断成熟。因为它带电测试的周期短，基准情况下是3-6个月，只是在需要对设备缺陷和故障做出综合判断时才对直流电阻与交流耐压等进行诊断性试验，这可以及时和有效发现那些潜伏性缺陷，在较大程度上提高对设备的维护效率。
参考文献：
[1]畅晓鹏，郑文栋，钱勇，黄成军.高压开关柜局部放电检测定位技术的应用及改进[J].电工技术.
[2]张旺，刘珂，朱洪波，李钦柱.开关柜局部放电检测技术分析及应用[J].山东电力技术，2013（4）.
论文作者:葛景璞1,魏懿2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/6
标签：开关柜论文; 局部论文; 超声波论文; 分贝论文; 测试论文; 设备论文; 发生论文; 《电力设备》2017年第23期论文;