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摘要：现实中，开关柜内部的大量电气设备往往会由于热、光等因素，而发生化学反应，从而导致了电气设备故障的产生，阻碍电力设备的平稳、正常运行。据统计，由于绝缘劣化和电气绝缘强度降低导致的开关柜故障约占到整个电力系统故障的40％。所以对开关柜局部放电进行带电检测，是减少开关柜造成的安全事故的重要手段。基于此，本文主要分析了开关柜局部放电带电检测技术的运用有关内容。
关键词：开关柜；局部放电；带电检测；运用
1开关柜局部放电带电检测技术应用的必要性
目前，我国的开关柜检测工作主要是在停电状态下开展，而对开关柜局部放电的带电检测较少。因为开关柜的预防性试验周期是六年，所以很难在这之间发现存在的问题，这就容易造成由于开关柜检测不到位，不能及时进行维修而导致事故漏洞。此外，由于开关柜装置是安放在安装箱内，所以如果运行过程中电力设备存在异常，工作人员在巡视中也不能及时发现，这也会造成安全隐患。所以必须加强开关柜局部放电带电检测技术的开发和完善，在事故潜伏期就清楚了解开关柜内部设备放电的变化趋势，并及时做好预防事故发生的有力措施，最大限度避免突发事故发生。
2开关柜局部放电带电检测技术研究
2.１地电波法
当高压电气设备发生局部放电时，产生的电磁波会沿着金属内表面传播。如果金属内表面是全封闭的，电磁波被屏蔽，无法在外部检测到放电信号。实际上，开关柜不会是全封闭结构，放电产生的电磁波会在开口、接缝、盖板处传播出去，同时产生电压脉冲，通过设备箱体外表面传到大地。这些电压脉冲被命名为TEV（暂态对地电压），使用特制的电容耦合式传感器可以检测到这个TEV信号，从而检测出放电的幅值和频率。地电波法检测灵敏度较高，但是地电压在空气中衰减较大。
2.2超声波法
在开关柜局部放电中，伴随着电荷的迁移和快速释放，放电周围的机械应力、电场力和粒子力会失去原有的平衡而产生剧烈的震荡，从而出现一种称作机械振动的超声波。通过超声波传感器对用电材料甩电效应的作用，可以检测出这些超声波也就是开关柜局部放电的具体位置，也就是利用超声波传感器测量出信号之间的时间差，从而判断出放电处和传感器之间的距离。超声波法最大的优点是抗干扰能力强，适合于强电场环境，而且频带宽，能检测电晕、松动、悬浮放电等现象。但是由于超声波的波长较短，方向性较强，而且在通过两种材料的边界时会发生反射或全发射，在传播时易发生干涉或叠加，所以在利用超声波进行开关柜局部放电带电检测时，一定要注意到超声波检测的灵敏度是取决于声波的信号传播路径和传播介质，在实际的检测中要选择多适用于空气的检测点进行局部检测。
2.3超高频检测技术
随着局部放电时间的不断变化，其中所产生的电磁震动会产生电磁波，当这种电磁波在固体和气体的介质中时，局部放电带来的脉冲会产生非常多的超高频电磁波。在具体的实际运用中，对局部放电的检测可以用两个探头进行测量，将每个探头检测到的信号时间作为分析放电现象的依据，通过对探头位置的移动，就可判断出放电的具体位置。另外，还可以通过同时使用多个探头，把探头检测到的信号时间放到方程组中，求出三维坐标，便可得知放电具体位置。这种测量方法灵敏度很高，又具备很强的抗干扰能力，并且可以直接使用开关柜处的小缝隙进行电磁波信号测量，不用考虑在安全封闭的环境中进行，所以操作起来比较方便。
2.4现场联合检测技术
常用的地电波和超声波检测技术都有利有弊，运用中都存在一定的局限性，无法做到对开关柜局部放电现象进行全面的带电检测，这就要联合多种检测方法来进行检测。目前，这种联合检测技术主要是以地电波检测为主、超声波检测为辅的形式来进行的。利用联合检测模式对10~35kV开关柜进行局放检测时，首先选用地电波法进行检测。因地电波法检测易受现场干扰影响，所以测量前必须做好干扰排除措施，如关闭开关室内的排风扇、采用不同时间进行测试、利用地电波法的脉冲数（2s内）判定干扰源等。测量开始前，应以开关室内空气及前后金属门测试平均值为背景信号的参考值。测试过程中应选择局放容易发生的位置，如母排、开关闸刀等作为测试点，或选择每一面开关柜的上、中、下部分以及开关柜两个侧面作为测试点。对于通过地电波技术检测异常的情况，可以运用超声波进行进一步检测确认，使用超声波技术前，需要将探头朝向空气来获取背景噪声值。测试中需要将传感器对准开关柜处的缝隙来更好地接收信号。按照开关柜局部放电带电检测技术的应用经验，地电波的检测值在20dB以上或者超声波的检测值在6dB以上时都应引起注意，同时将这些数据和开关柜的背景值读数比对。但是这些只是对局部放电现象的定性判断，在实际中还需综合采用横向分析、纵向分析以及数值比对等方法进行分析。
3应用实例分析
例如，某个变电站10kV开关柜有噪声，要采用地电波法与超声波法进行带电检测。两种检测方法的结果表明开关柜的TEV测量值都和背景数值基本相同，都在规定的范围内，而站内某开关柜的超声波数值明显大于其他开关柜的超声波数值，而且在开关柜的背部测量所得数值比前部高，根据这些现象就可以初步判断是由于开关柜背部的面板松动造成的发动机震动而引发的开关柜局部放电。当对开关柜进行局部放电带电检测后，进行停电维修时，应打开开关柜背部面板，将松动的部位紧固，然后再进行地电波和超声波的带电检测，看所测得的超声波和TEV测量值是否都恢复正常。又如，在对某变电站35kV开关室的相邻两个开关柜进行局部放电带电检测时，就要先分别运用两种检测技术进行TEV测量和超声波测量，随后用超声波测量技术或者超频率测量技术进行定位，进而分析放电的具体位置，根据测量得来的具体数据来进一步判断放电的原因，这样地电波和超声波相结合的方法能很快找出开关柜局部放电的具体情况，便于及时采取有效措施。单一的测量技术很难准确全面地反映局部放电的具体实际，有时还会引起误判，所以在开关柜局部放电带电检测中要综合采用多种方法来更加全面准确地掌握局部放电的具体原因、位置，便于维修。
4结语
地电波法可以通过自身的优势准确地检测出开关柜局部放电的幅值及频率；超声波法能通过超声波传感器对用电材料甩电效应的作用，检测出开关柜局部放电的具体位置；超高频率检测技术用两个探头进行测量，将检测到的信号时间作为分析放电现象的依据，可以判断出放电的具体位置。但是由于自身的缺陷，以上方法都不能完整地反映出局部放电的全面信息，所以必须多方法综合运用。目前，开关柜局放和缺陷分析尚处于积累资料阶段，而且现有的检测技术仍然无法准确地判断故障类型和故障程度，因此，有必要研究开关柜局放综合管理和数据分析系统，对测试数据进行统计、归纳、分类，对放电类型和故障类型进行模式识别，综合评价设备运行状态，并由此建立专家数据库，为设备状态监测的推广奠定基础。
参考文献
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[2]瞿秋南,云南电网有限责任公司昆明供电局,瞿秋南等.供电局开关柜局部放电检测应用现状[J].云南电力技术,2017.
[3]陈博栋,包艳艳,张秀斌等.基于多种检测技术的10kV开关柜局部放电精确定位[J].电工技术,2017.
作者介绍：
江祖伟（1987.2.28-）；男；福建永安；汉；本科；助理工程师；中级项目经理；福州亿力电力工程有限公司。