郭海　董景川　林莘

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展人們生活水平的提高，人們對(duì)電的需求量也越來越高，高壓開關(guān)是用來給城市供電的電力設(shè)備，在供電過程中，高壓開關(guān)起到了非常重要的作用。安全是電力行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，高壓開關(guān)柜設(shè)備是否穩(wěn)定直接影響電力行業(yè)的發(fā)展。本文介紹了高壓開關(guān)柜和局部放電的概念，總結(jié)了造成局部放電的原因，并對(duì)高壓開關(guān)的局部放電進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和分析。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān) 局部放電 實(shí)驗(yàn) 研究

中圖分類號(hào)：TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）03（c）-0121-01

高壓開關(guān)柜是指在電力輸送過程中起到發(fā)電、輸電、配電、電能的相互轉(zhuǎn)換和消耗中起通斷、控制電量或保護(hù)等作用。局部放電是指在電力輸送過程中，由于電場強(qiáng)度各不相同，達(dá)到某一點(diǎn)時(shí)電場強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)就會(huì)出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，可能發(fā)生在導(dǎo)體的周圍也可能發(fā)生在不同的地方。

1 局部放電的概述

根據(jù)相關(guān)資料顯示，引發(fā)高壓開關(guān)柜故障的原因中絕緣故障和載流故障就占了整個(gè)故障原因的70%，而絕緣故障和載流故障與放電有著非常緊密的聯(lián)系，一般在電場強(qiáng)度較高、電氣強(qiáng)度較低的情況下就會(huì)產(chǎn)生局部放電，出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，就意味著電力設(shè)備的安全開始存在隱患了，局部的放電現(xiàn)象會(huì)影響電力設(shè)施的絕緣效果。

2 局部放電的種類和特點(diǎn)

2.1 電暈放電現(xiàn)象

電暈放電現(xiàn)象會(huì)出現(xiàn)在像高壓變壓器、高壓線路等被氣體圍繞的高壓電力設(shè)備上。因?yàn)檫@些電力設(shè)備都安裝在戶外，這樣很容易出現(xiàn)電暈放電現(xiàn)象（如圖1），電暈放電有其自己的特征，它的放電形式是極不正常的。電極的形狀、空氣密度、適度和空氣的流動(dòng)速度這些外界因素很容易對(duì)電壓產(chǎn)生影響。

2.2 沿面放電現(xiàn)象

沿面放電現(xiàn)象普遍出現(xiàn)在絕緣介質(zhì)的表面。介質(zhì)內(nèi)部的電壓強(qiáng)度低于介質(zhì)表面的電壓強(qiáng)度就會(huì)出現(xiàn)沿面放電現(xiàn)象，這種局部放電現(xiàn)象是一種很特殊的、極不穩(wěn)定的放電現(xiàn)象，像電纜線的表面、發(fā)電機(jī)組的表面和套管的絕緣部分很容易出現(xiàn)沿面放電現(xiàn)象，電壓的波動(dòng)形狀、電場的分布情況、空氣的質(zhì)量，介質(zhì)的狀態(tài)對(duì)沿面放電都有一定的影響。

2.3 內(nèi)部放電現(xiàn)象

內(nèi)部發(fā)電主要出現(xiàn)在固體絕緣介質(zhì)的內(nèi)部。在對(duì)固體絕緣介質(zhì)進(jìn)行加工生產(chǎn)時(shí)，由于材料和技術(shù)的原因，固體絕緣介質(zhì)內(nèi)部摻入空氣等雜質(zhì)，就會(huì)造成固體絕緣介質(zhì)的內(nèi)部出現(xiàn)漏洞[1]，加大局部放電的可能性，介質(zhì)本身的材料質(zhì)量、氣體縫隙的大小和排布都會(huì)對(duì)內(nèi)部發(fā)電的電壓造成影響。

2.4 懸浮電位放電現(xiàn)象

在電力運(yùn)輸過程中，某個(gè)高壓設(shè)備的零件有缺陷問題，導(dǎo)致高壓設(shè)備接觸不良而斷開，零件在高壓與低壓中間就會(huì)產(chǎn)生懸浮電位放電現(xiàn)象。因?yàn)樵摿慵幱趹腋顟B(tài)，所以被稱為懸浮電位放電現(xiàn)象。在出現(xiàn)懸浮電位放電現(xiàn)象時(shí)，周圍的電場強(qiáng)度會(huì)相對(duì)比較密集，而且懸浮電位放電現(xiàn)象還會(huì)擾亂周圍的絕緣介質(zhì)。電力設(shè)備中的金屬零件很容易發(fā)生懸浮電位放電現(xiàn)象。

3 高壓開關(guān)的局部放電實(shí)驗(yàn)方法

3.1 地電波實(shí)驗(yàn)

出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象之后，損壞的絕緣介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生電波，電波通過高壓開關(guān)傳出電波，當(dāng)電波通過高壓開關(guān)時(shí)，高壓開關(guān)的金屬外殼會(huì)抵消大部分的電波，雖然高壓開關(guān)抵消了部分電波但是還會(huì)有小部分電波通過傳到地下[2]。我們可以將檢測探頭放在正在工作中的高壓開關(guān)的金屬外殼表面來進(jìn)行檢測，如果有較強(qiáng)的放電現(xiàn)象，就要對(duì)放電點(diǎn)進(jìn)行定位檢修。

3.2 超聲波實(shí)驗(yàn)

用超聲波來檢測局部放電的過程和規(guī)律，局部放電現(xiàn)象屬于瞬間爆發(fā)電能的現(xiàn)象，局部放電是瞬間完成的，在瞬間釋放出的電能轉(zhuǎn)化成熱能向外傳播，傳播范圍內(nèi)的溫度高于正常的環(huán)境溫度。能量在冷卻后開始慢慢收縮，然后產(chǎn)生電波波動(dòng)，這時(shí)產(chǎn)生的電波強(qiáng)度和波動(dòng)頻率都相對(duì)比較低。由于局部放電的部分比較小，用超聲波就可以檢測出局部放電的位置。要定期對(duì)高壓開關(guān)進(jìn)行檢測，如果沒有發(fā)現(xiàn)明顯的放電現(xiàn)象，就可以每3個(gè)月測試一次。當(dāng)檢測到放電現(xiàn)象就要進(jìn)行跟蹤測試，檢測出有較強(qiáng)的放電現(xiàn)象時(shí)，就要確定放電的位置，對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測，觀察分析它的放電趨勢(shì)。

3.3 超高頻實(shí)驗(yàn)法

局部放電產(chǎn)生的電磁波會(huì)在氣體介質(zhì)中來回波動(dòng)，隨著時(shí)間的變化，局部放電會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的電磁波超高頻率。在實(shí)際應(yīng)用中，可以利用探頭來對(duì)局部放電進(jìn)行檢測，以時(shí)間為依據(jù)，根據(jù)探頭不斷的變化位置，就可以把電波的大致方向判斷出來，最終找到放電的源頭。這種試驗(yàn)方法的相較于其他幾個(gè)試驗(yàn)方法，它的靈活度比較高，有很強(qiáng)的抗干擾能力，在密封的條件下也可以進(jìn)行檢測。

3.4 綜合實(shí)驗(yàn)法

高壓開關(guān)的檢修提高了供電系統(tǒng)的可靠性，由于局部放電的形式多種多樣，無論使用哪種檢測方法都無法把高壓開關(guān)的真實(shí)信息檢測出來。所以要保證在高壓開關(guān)的局部放電實(shí)驗(yàn)中檢測出來的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確真實(shí)的，就要把這幾項(xiàng)檢測方法綜合到一起，充分發(fā)揮電波檢測、超聲波檢測和超高頻檢測的優(yōu)點(diǎn)，保證檢測出來的信息是全面的。

4 局部放電分析技術(shù)

對(duì)于采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和診斷，在分析時(shí)要充分了解每一項(xiàng)監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。要多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)來獲取數(shù)據(jù)資料，根據(jù)多方面統(tǒng)計(jì)出的結(jié)果來判斷設(shè)備是否實(shí)現(xiàn)故障。在分析局部放電的相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，常用的分析技術(shù)有橫向分枝技術(shù)、趨勢(shì)分析等分析技術(shù)，橫向分枝技術(shù)室通過幾組檢測數(shù)據(jù)比較，與鄰近高壓開關(guān)的監(jiān)測數(shù)據(jù)比較、與同類型設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)比較得出的結(jié)果就可以確定設(shè)備是否出現(xiàn)故障。二趨勢(shì)分析法是根據(jù)同一臺(tái)設(shè)備在不同時(shí)間的檢測結(jié)果來分析，制定相應(yīng)的周期，在根據(jù)每周期的檢測結(jié)果來分析設(shè)備是否存在問題。

5 結(jié)語

高壓開關(guān)的局部放電研究有其一定的必要性。我們要在保證電力設(shè)施正常供給的情況下保證工作人員的安全。一般在電場強(qiáng)度較高、電氣強(qiáng)度較低的情況下就會(huì)產(chǎn)生局部放電，造成局部放電的原因很多，我們要選擇合適的檢測方式檢測出局部的放電源，及時(shí)排除設(shè)備故障，保證高壓開關(guān)的正常工作。

參考文獻(xiàn)

[1]谷明虎.戶外高壓開關(guān)故障分析及整改措施[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（29）：66.

[2]許晶.試析高壓開關(guān)柜的交接試驗(yàn)及改進(jìn)措施[J].機(jī)電信息，2012（30）：92-93.