摘要：为了加强开关柜局放定位设备的功能，提高开关柜安全运行水平方面，本文提出一种手持式开关柜局部放电测试装置，能够在电磁噪声和机械噪声的情况下有效辨别背景噪声和内在放电，进行局部放电的定位，提高检测的效率和效果，避免开关柜严重损毁的经济损失和停电损失，消除运维人员安全隐患，保证供电企业的良好社会信誉。
关键词：开关柜；局部放电；定位
０引言
随着电网规模的日益扩大，对开关柜的稳定性、可靠性以及电气设备的运行状况提出了更高的要求。近年来，由于开关柜故障造成的经济损失也呈逐年上升趋势。受占地面积、地理条件等影响，同时随着生产技术及工艺水平的提高，中高压开关柜设计日趋小型化，因此对其绝缘器件的绝缘性能的要求也越来越高。然而在实际生产实践中，由于产品质量、运输、安装等因素的影响，绝缘故障时有发生。局部放电是导致开关柜绝缘劣化，最终引发绝缘事故的主要原因。
配电网络中高压开关柜安装量很大，如何确保大量开关柜的安全可靠运行多年以来都是配网管理中的难点。自2006年，国家电网很多电力公司先后引入了地电波（TEV）和超声波（AE）状态检测技术，初步实现了在带电运行条件下发现潜在缺陷的开关柜，通过及时维修，避免开关柜爆炸重大事故的发生，在提高开关柜安全运行水平方面已经取得了一定的成效。但是目前的技术和产品抗干扰能力弱，在遇到电磁噪声和机械噪声稍微严重的情况下难以有效辨别背景噪声和内在放电，定位更是难以进行，严重影响了检测的效率和效果。所以，局放定位设备的功能有待加强、性能亟待提升[1]。
１基本原理
（1）目前国外采用的技术中，局部放电脉冲的时间分辨率为2ns，分辨力低，难以在柜体表面精确定位地电波的泄漏位置；局部放电在物理性质上是随机的，所产生的地电波波形是复杂的，其脉冲前沿不总是单调上升的，而仅仅依据脉冲前沿来计时的电路结构有时就会造成地电波脉冲到达顺序的误判，不能准确地给出局部放电源的位置信息。四通道监测和精确定位系统采用5GHz 高采样频率系统，采用四路信号同步采集，可以快速确定存在局部放电的开关柜体[2]。图1所示是手持式开关柜局部放电测试装置工作示意图。
（2）局部放电强度的评估：
在首端由脉冲发射器注入已知电荷的脉冲来标定，可推测实际放电量；
（3）局部放电类型的判定：
采用Φ-q-n 图谱的方法，并用神经网络进行模式识别、判断故障类型。
图1工作示意图
.png)
2硬件部分
地电波传感器的制作：采用单偶极子天线，频带宽100MHz；脉冲接收单元的制作：带宽控制在100MHz积分模式采用自积分电路；数据采集系统：研制4通道、带宽200M、采样频率2.5GHz、存储深度500k的采集卡。下图2为设计完成的硬件装置。
.png)
图2硬件部分
3软件部分
二代小波滤波以及经验模态分解：通过对采集到的信号进行第二代小波滤波自适应分析以及经验模态分解，对噪声信号进行滤除；
脉冲提取：通过相关函数算法对双端采集到的脉冲信号进行匹配，通过能量法、AIC信息法则等算法对脉冲到达时间进行提取；
局部放电定位：通过匹配脉冲的到达时间进行局部放电源的自动定位；
局部放电类型识别：在实验室生成模拟故障情形下的放电模式图谱库，然后进行模式识别，确定放电类型[3]。
软件程序包括数据管理、趋势分析、横向分析、站点管理、用户管理、数据传输功能，主界面如下图3所示。
.png)
图3主界面
4主要功能
（1）适用于0~220kV的开关柜局部放电的检测及定位。
（2）现场可快速检测开关柜局部放电状况，对放电和接地电阻值测量可达到0.001欧，可实时分析各种放电情况，同时可测量避雷器计时器的放电情况。
（3）使用方便，体积小，重量轻，便于携带。
（4）可现场测试开关柜高、低压CT的变比和角差，判别高、低压侧的相序是否一致。
（5）可存储10000000组现场测试数据，可与计算机通讯，并可通过RS-232 端口升级软件。
（6）对局部放电的位置进行定位。
（7）可以手动调整幅值，可以更准确知道检测信号的触发值。
（8）采用可充电电池。
（9）主机可以连接耳机，可从耳机中听到放电声音。
（10）检测过程中不必停电，不用提供高压试验源。
5结语
本文设计的手持式开关柜局部放电测试装置能够在电磁噪声和机械噪声的情况下有效辨别背景噪声和内在放电，进行局部放电的定位，提高检测的效率和效果，提高开关柜安全运行水平方面，避免开关柜严重损毁的经济损失和停电损失；大大提升开关柜的运维效率。减少用电企业的停产损失；消除运维人员安全隐患；保证供电企业的良好社会信誉。
参考文献：
[1]刘云鹏,王剑,赵涛.冲击电压下典型局部放电信号的光电检测系统[J].电测与仪表，2015 (12)18-72.
[2]孙强,董明,任重,等.现场用(G1S)冲击耐压试验及局部放电检测装置设计[J].高电压技术，2012 (3):39-644.
[3]赵秀娜,张楠,张晓卿.带电检测技术在开关柜绝缘故障检测中的应用探讨[J].工程技术研究，2019(5)；211-212.