高压开关柜局部放电带电检测技术的应用

发表时间:2020/8/5   来源:《当代电力文化》2020年8期   作者:陶莉
[导读] 高压开关柜用于在电力系统发电、输配电、电能转换中起开关、控制以及保护作用。
        摘要:高压开关柜用于在电力系统发电、输配电、电能转换中起开关、控制以及保护作用。伴随我国的电力系统持续发展进步,对于电力系统而言开关柜同样得到广泛运用。基于此,本文主要对高压开关柜局部放电带电检测技术的应用作具体论述,希望通过本文的分析研究,给行业内人士以借鉴和启发。
        关键词:开关柜;局部放电;带电检测技术;应用研究
        引言
        高压开关柜的组成主要包括断路器和柜体两个部分。高压开关柜按照柜体结构通常可以分为间隔式开关柜、敞开式开关柜以及金属封闭箱式开关柜等常用的几种类型。高压开关柜内空间有限,但是电气设备的种类和数量较多,内部布局较为紧凑,因此在通常情况下很难进行开关柜内的人工实时测温,对于开关柜内的温度不能实时掌握,同时由于人工手动进行开关柜内的测温,也带来了一定的安全问题。
        1开关柜存在的问题
        开关柜存在的问题主要涉及到以下方面:在电力系统中,开关柜是重要的电气设备之一。开关柜可以有效保证电力系统安全,通过切断故障的方式对系统形成有效保护。开关柜的外部电线会进入到内部主控开关,经由主控开关再传送到其他开关。开关柜可以连接线路,也可以及时关闭存在故障的设备,及时隔离故障线路。传统的中压开关柜主要是由避雷装置、二次设备、互感器、断路器以及隔离刀闸组成。中压开关柜利用这些设备可以保证数据得到有效的采集和处理,一旦电力系统有故障,就可以利用中压开关柜的继电保护装置保证电力系统安全。通常要对电缆形成监控,避免电缆遭到损伤,这就需要二次设备与断路器的支持,这两个部分分别要通过监控、保护等方式确保信号得到有效传输,还要提高电缆的安全性。对信号进行控制时,可通过相应的保护装置或者工作人员进行操作,而且会有特定的指令,断电器会根据指令分别完成相应的操作。主体控制室会在一系列操作结束后收到相应的信号,了解系统的状态。要传统定期检查和维修中压开关柜,确认其工作状态,一旦发生问题就要及时解决。对传统中压开关柜进行检修时,通常需要采取大范围停电的方式,这样虽然可以保证开关柜的问题得到解决,但却影响用户用电,因此,传统开关柜造成的一系列问题不容忽视,迫切需要更加先进的技术予以改进。因电力系统不断发展,开关柜需不断走向智能化,因此,加强中压开关柜智能化建设,积极改进现有问题,充分利用智能化技术保证电网稳定运行。
        2局部放电与局部放电检测基本原理
        局部放电与局部放电检测基本原理主要涉及到以下方面:对于变电站绝缘装置来说,绝缘系统与各位置电场强度是存在差异的。在局部地区之中,若是电场强度和地区介质电场强度一致,该地区就会存在放电现象。然而两个导体间若是不存在电压,绝缘系统就没有击穿问题,也仅仅可以将一些绝缘体击穿。此现象若是仅出现在导体周围,或者出现在一些其他位置。依旧可以保证绝缘性。此现象就被称作局部放电。依靠局部放电基本原理,就能够开展局部放电检测工作。出现局部放电现象的时候,通常会造成高频脉冲、介质耗损以及电磁辐射。检测绝缘体的内部我们能够了解到,依据所采取的不同措施检测不同现象。对于局部放电当中出现的各种化学、物理反应的检测方法就称作局部放电检测。依靠局部放电产生的声光信息、电磁波放电、能量耗损以及电荷交换对局部放电过程进行表示。
        3高压开关柜局部放电带电检测技术的应用
        3.1超声波检测法
        高压开关柜局部放电带电检测技术的应用之一是超声波检测法。高压电气装置内部发生局部放电之时,一般会有超声波形成,超声波在这种条件下会非常迅速地利用附近介质传播。伴随超声波能量不断发出,而超声波信号就能够借助各种介质,以一种球面波形式不断扩散出去。

借助超声波传感设备研究用电材料的用电效应,就能够实现对开关柜局部放电部位的有效检测。此种检测手段,主要是依靠超声波传感设备来检测超声波所发出信号时间差,从而确定开关柜的放电部位以及传感设备间距。超声波检测法的干扰性是非常强的,并且频带非常宽,能够广泛运用到强电条件下的电力系统之中,而且可以实现对悬浮放电与电晕现象的有效检测。但是,超声波检测技术是存在一些不足的,自身波长很短,且方向性很强,其次在经过各种用电材料边界的时候,会存在反射以及全射问题,另外超声波传播过程之中非常可能会出现叠加与干涉问题。所以,运用超声波检测技术的过程当中,对于对超声波检测灵敏性要加强重视,而超声波检测法灵敏性主要是由超声波信号传播路径以及介质决定。
        3.2磁驱动控制器
        高压开关柜局部放电带电检测技术的应用之二是磁驱动控制器。在进行中压开关柜智能化建设的过程中,需要提高设备的通信功能,并实现智能化监控,及时对断路器进行检测,了解其实时工作状态。完成一系列通信功能的主要设备就是永磁驱动控制器,断路器的各种状态可以通过这一设备得到全面的检测,同时还可以通过这一设备对电力系统中的电流流动情况进行展示。与传统的中压开关柜相比,智能化开关柜可以及时对相应的数据进行分析,了解每一项设备的运行状态,而且信息大多是以实时监测的方式展示,具有很高的时效性。此外,断路器的使用寿命也可以得到有效的预测。通过在线智能化检测的方式,可以及时了解到中压开关柜的耗电情况,对其基础状态进行有效的检测,并保证其通信功能正常。同时,智能化监控设备还可以实现动态监测,保证中压开关柜的运行状态能够及时被工作人员所了解。一旦发现故障,就可以在第一时间内进行解决,保证电力系统稳定安全运行。
        3.3真空断路器
        高压开关柜局部放电带电检测技术的应用之三是真空断路器。在对中压开关柜进行检修时,需要利用真空传感器对断路器的各项数值进行检测。同时,在智能监控设备上的摄像头可以对隔离刀闸断口的状态进行检测。相关人员可以根据这些设备所提供的监测结果采取相应的措施。通过完善的智能化监控设施和传感器,可以保证中压开关柜存在的问题得到改善,还可以将中压开关柜中的各项数据进行实时检测与统计分析,从而帮助工作人员更好的了解开关柜的运行情况,这样不仅可以提高故障的排查效率,还可以有效提高检修水平,降低检修难度,保证电力系统安全运行。这种方式可以量化评估,对设备的使用寿命进行科学的预测,甚至还可以预测故障,从而采取有效的防范对策。为了进一步提高开关柜的使用寿命,可以根据相应的数据,制定有效的解决方案,将问题扼杀在摇篮里。
        3.4判断依据及方法
        高压开关柜局部放电带电检测技术的应用之四是判断依据及方法。根据电网公司状态检测的经验&地电波读数若超过20DB就应引起注意。同时,该读数应与被测环境的干扰读数、以及其他开关柜的数据进行比对。选择超声波功能进行检测时,根据以往的经验认为当相对读数超过7DB时应该引起注意,当超过15DB时人应能够分辨具体的放电声响#
        结语
        超声波检测技术能够利用超声波传感设备精确测量开关柜局部放电部位,暂态地电压检测技术可以精确检测开关柜局部放电幅值与频率大小。实际开展开关柜放电带电测量工作的时候,应当加强这两种技术手段的综合利用,从而制定最科学合理的预防手段,确保电力系统能够稳定安全运行。
        参考文献
        [1]杨晁,张临,王震开.10kV开关柜局部放电带电检测技术应用分析[J].电气开关,2017(5):46~48.
        [2]孔另茗,肖韵董,刘隽,曾凌复.10kV开关柜局部放电带电检测定位技术运用及分析[J].山东电力技术,20178(6):34~36.
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