10kV配网开关柜局部放电的声电联合检测解析

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　　摘    要：结合实践来看，声电联合检测技术作为超声波法和超高频法的联合，摒弃了这两种技术的弊端，而把两者的优点结合起来，在10kV配网开关柜局部放电的检测时，排除现场干扰时效率更高，保证设备的正常运行。本文对10kV配网开关柜局部放电的声电联合检测进行了研究探索，希望能对业界同行有所帮助。
　　关键词：10kV配网;开关柜;声电联合;局部放电;检测
　　1  前言
　　10kV配网开关柜凭借其独有的优势被广泛应用于变电站中，不仅操作简便，而且占地面积较小，运行稳定可靠。在整个地区的电能供应和变电站的安全运行上都会受到配网开关柜运行情况的影响。实验研究证明，因为绝缘的缺陷而导致配网开关柜出现了麻烦的局部放电状况，在对开关柜的故障情况进行评估判断时会比较困难，因此可以对配网开关柜的结构和运行情况进行综合考虑，通常在实际情况中对不同的局部放电检测的方法进行结合，取其优点，更好的进行检测。
　　在电力系统的电气设备中，高压开关柜是比较重要的一种，配网运行的可靠性会受到开关柜运行情况的影响。而开关柜的局部放电作为电气设备的绝缘化的表现方式，在对电气设备进行开关柜局部放电的声电联合检测时，能够对开关柜电气设备内部是否存在局部放电的情况进行了解，同时也可以确定局部放电的位置、类型和具体的放电量，通过声电联合检测的结果，可以对电气设备运行的稳定性以及绝缘劣化进行评估，可以成为相关措施的实行依据。
　　2  声电联合法检测原理及定位技术
　　在对电气设备进行局部放电检测的超声定位方法具有较强的抗干扰能力和较高的定位精度，但会被不同的因素所干扰，进行声电联合检测时的有效检测范围比较小，而且在现场的使用上不够简单方便。超高频的方法具有较高的灵敏度，不仅能够更加准确方便地进行定位，而且能够对开关柜的局部放电进行性准确的定位以及对缺陷进行类型的识别。声电联合检测的方法结合超声波和超高频定位的方法，更好的发扬了这两种检测方法的优势，规避了弊端产生的影响。
　　（1）超声波法。当在电力设备内部发生局部放电的情况时，会伴随着冲击而出现声音和振动，并且使用从气体介质传输的超声波信号，将传感器安装在电气设备的外面，通过产生的超声波来定位，根据时间延迟和超声波的传播速度，以及测量多个超声波传感器在不同位置的局部放电产生的超声波信号的时间延迟和时间差，能够精确地对局部放电源进行定位计算，精准的定位绝缘缺陷的位置[2]。超声波设备易于使用，而且技术相对比较的成熟，并且在实际的应用中具有充足的经验。尤其是，该方法可用于测量操作而不改变设备的运行模式，因为要对超声波的信号进行测量，所以具有很强的抗电磁干扰。当对信号的幅度进行比较之后，可以将缺陷发生的位置定位在精准的范围内，并且精准度很高。但是，在现场的实际应用中，周围的环境产生的噪声可能会对其造成影响，尤其是设备自身的机械振动在某种程度会使得超声波检测的误差变大，在对开关柜进行局部放电的定位时，因为超声传感器的比较小的检测范围，导致实际的工作量较大，在应用时不方便。
　　（2）超高频法。超高频方法要选择适当的频段，以便对局部放电产生的电磁信号进行检测。架空线以及变电站的母线的电弧放电等是影响电气设备的现场运行的主要因素，系统研究证明，在频段低于300MHz的时候，这些因素是主要的影响因素，所以，在进行检测信号的选择时要选电磁信号较高的频段，这样不仅能够避免传统的电测试方法难以区分的电力系统的干扰，使得局部放电的信噪比能得到有效地提升。
　　（3）声电联合法。超高频方法和超声方法可以进行互补，而且通过使用超高频传感器以及超声波传感器的结合，在对电气设备的局部放电进行检测时，不仅可以展示超高频方法的优势，还可以改善设备机械振动等环境负荷的影响，得到快速的定位，而且有着超声波检测的优点，可以进行准确地定位，还能有效减少电气的干扰。
　　声电联合检测指的是在对电气设备进行局部放电的定位时使用的是超高频方法，在电气设备局部放电的近似范围得到确定后，在进行定位时时通过超高频法以及超声波方法的结合，对绝缘缺陷进行精准的定位。因为在局部放电的检测中，声电联合检测同时对其差生的电磁波以及超声信号进行检测，通过分析两个传感器检测到的信号，可以更有效地消除现场的干扰，可以提升识别缺陷类型的精准性，更好的实现设备的局部放电检测。
　　4  案例分析
　　在对10kV配电房中的高压开关设备进行局部放电检测期间，发现开关柜的暂时性的电波在检测时有数值偏大的现象，因此可以做诊断性的测试。
　　（1）超声波检测。非接触式的超声波检测器用于检测10kV沙边线701开关装置和10kV沙边线的706开关柜之间的间隙。
　　（2）超高频电磁波检测。如果检测到703开关柜后，超高频检测器可用于检测弱的UHF信号。每20ms重复放电，在放电期间幅度改变，放電的次数也不是不变的，分析结果为放电是绝缘的。
　　（3）声电联合定位检测。声电联合检测的检测电波的形状，放电位置由时域波形的时间差来进行确定。根据放电的位置是接近时间差的最小检测点的原理，可以判定接近时间差为1.70ns的放电点的位置，并且在机柜后面设置深度为60cm，通过对本地部分由开关柜的结构来判断放电点在断路器的底部。
　　5  开关柜的防护措施
　　（1）对开关柜内的少油开关进行改造，以真空开关柜替代以前的开关柜，对非加强型的绝缘部件进行改装升级成为加强型的绝缘件，而且在柜内设备的选择上，不仅要考虑到高压配电室周围的环境状况，而且要对设备的经济性能进行考虑，要保证设备的环境耐受性。
　　（2）在进行高压开关柜的绝缘挡板材料的选择时，要选择那些具有憎水特性的，不能吸收空气中的水汽，而且要是绝缘能力好的，这样可以减少绝缘受潮问题的出现。
　　（3）在对开关柜和室内的温度差异进行综合考虑时，可以设置红外线的加热器来去除柜内空气的水蒸气，这样可以减少开关柜内生成凝露而导致外绝缘面的电击穿以及闪络。
　　（4）可以将空调和排气扇安装在10kV的开关柜的墙壁上面，设定时间按时启动，对室内的湿度进行调节。另外，可以遵守安全运行的需要来对环境进行改造。
　　6  结束语
　　电气设备像开关柜等会在运行的过程中出现放点缺陷等状态异常的情况。通常运行部门可以在制定检修策略的过程中使用声电联合的局部放电检测技术得到需要的关键判据，进而可以对检修计划做出合理的调整，保证对电气设备进行检修工作的过程能够顺利进行，尽可能地减少设备在检修的过程中出现不足或过剩的问题，降低设备出现在故障而耗费的成本，保证设备运行的稳定性。
　　参考文献：
　　[1] 开关柜声电联合局部放电检测在晋中电网的应用[D].华北电力大学（北京）， 2016.
　　[2] 刘杨，陈昱同，马丽强.声电联合法检测开关柜局部放电有效性分析[J].山西电力， 2016（5）：34～36.
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