基于声电联合法的高压开关柜内部局部放电故障定位与分析.docx

基于声电联合法的高压开关柜内部局部放电故障定位与分析
 
 
刘大永 马文清 李金月
摘要：为实现高压开关柜的安全可靠运行，针对某开关柜内部局部放电的案例，采用暂态地电压（TEV）检测技术、超声波（AE）检测技术及特高频（UHF）检测技术对开关柜进行检测并发现存在局放信号；利用平分面法从横向、纵向及深度三维空间对局放源的位置进行了定位；依据相关的检测数据、讨论分析了局放的幅值、类型及原因，经处理后局放信号消失。研究表明：多种检测技术和超高频法定位技术对开关柜内部局部放电故障的检测和准确定位提供了现场应用基础。
关键词：高压开关柜；局部放电；暂态地电压；超声波检测；特高频检测
： ：HTA
高压开关柜是城市配电网中的重要设备，它位于变电站变压器低压侧，是变压器与负荷用户的连接导体，其主要作用是进行开合、控制和保护用电设备。根据高压开关柜事故分析1992-2002年，10年期间，高压开关柜绝缘故障占48%。因此，对高压开关柜的绝缘性能进行连续的监测，掌握其当前运行状态并预测其发展趋势，为高压开柜维修提供切实可靠的依据。开关柜内部发生金属毛刺、气泡等绝缘缺陷时[1-2]，在这些缺陷处容易产生极强的电磁场，导致电荷定向移动，从而激发出高频电磁波，检测方法包括超声波（AE）法、暂态地电压（TEV）法及特高频（UHF）法等，并且形成了相应的典型案例库[3-5]，并对局放源进行空间定位，依据相关的检测数据，讨论分析了开关柜内部局部放电的幅值、特点、类型及原因，并提出了具体的处理方案。
1 开关柜局部放电检测技术
开关柜局放的原因
高压开关柜局部放电主要表现为设备绝缘问题，常见的原因如下：
（1）爬距及空气间隙不够。
（2）制造质量差，工艺不良。
（3）环境条件的影响。
（4）雷击过电压造成开关柜闪络。
暂态地电压检测技术
它的原理是耦合开关柜外壳上的放电信号；该方法原理简单，灵敏度高，定位准，便于实现。但是在现场测试时，干扰信号较多，需要从众多的噪声识别局部放电信号，因此这种方法的使用推广受到了一定的限制[5-9]，见图1。
超声波检测技术
超声波法：开关柜内部发生局部放电时，产生从几十赫到几兆赫的信号，并会产生振动、声音物理现象，因此超声波是局部放电信号的体现。开关柜封闭性好，超声波信号就更不容易被检测到，因此用超声波信号检测局部放电信号就要求操作人员有丰富的经验[9-12]。见图2。
2 局部放电案例的综合诊断
在呼西配电所安装IMD故障预警系统，监测到明显的局部放电信号，并且南侧柜体从“所用变二”柜到“呼准旁路”柜放电量依次减小，北侧柜体从“所用变一”到“自闭二”放电量依次减小，北侧放电量大于南侧。
开关柜本体放电情况试验
用TEV传感器检测发现开关柜有放电现象，用特高频传感器检测发现附近墙体、电缆、空间等均都有放电现象。接着用超声波传感对柜缝等进行检测，未发现明显放电现象。如图3所示是对进线保护二开关柜用TEV传感器及开关柜局部放电检测仪检测结果，现柜体有放电现象。
开关柜本体能检测到放电量可能是开关柜内部发生放电，也可能是外界辐射至开关柜，因此用超声波传感器对柜体本身进行放电检测。由于超声波传感器未检测到明显的放电现象，因此，初