10kV配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電帶電檢測技術(shù)

崔毅

摘要：隨著我國經(jīng)濟不斷騰飛，配電網(wǎng)絡(luò)迅猛發(fā)展，而10kV開關(guān)柜作為配網(wǎng)的重要組成部分，其運行的穩(wěn)定性直接影響到配網(wǎng)的安全穩(wěn)定。對于這些數(shù)目日益龐大的配網(wǎng)開關(guān)柜，依靠以往傳統(tǒng)的巡視、試驗和檢測技術(shù)，往往難以達到及時掌握設(shè)備缺陷的要求。據(jù)實際運行經(jīng)驗，發(fā)生故障前在事故潛伏期內(nèi)都可能有放電現(xiàn)象產(chǎn)生，局部放電是導(dǎo)致10kV開關(guān)柜設(shè)備絕緣劣化、發(fā)生絕緣故障的主要原因，其檢測和評價已經(jīng)成為絕緣狀況監(jiān)測的重要手段，因此在配網(wǎng)10kV開關(guān)柜設(shè)備實際運行中采取合適的局部放電帶電測試方法具有重大意義。

關(guān)鍵詞：10kV;高壓開關(guān)柜;局部放電;超聲波

一、10kV配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電帶電現(xiàn)象的危害性分析

1.1 開關(guān)柜設(shè)備被擊穿的危害性

在10kV配網(wǎng)及開關(guān)柜設(shè)備運行過程中可能會出現(xiàn)擊穿以及絕緣放電現(xiàn)象，而該現(xiàn)象發(fā)生后易產(chǎn)生較強腐蝕性，進而對開關(guān)柜設(shè)備造成局部損傷或者腐蝕，增強開關(guān)柜設(shè)備絕緣體的導(dǎo)電性，從而造成10kV配網(wǎng)開關(guān)柜設(shè)備被擊穿的狀況，影響整個10kV配網(wǎng)的運行安全。

1.2 開關(guān)柜局部被擊穿的危害性

在10kV配網(wǎng)運行中，開關(guān)柜局部放電會引發(fā)放電處絕緣體被擊穿。開關(guān)柜絕緣體局部被擊穿不僅會危害開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)與功能，同時還對10kV配網(wǎng)的整體運行造成一定威脅。

1.3 開關(guān)柜絕緣系統(tǒng)被擊穿的危害性

10kV配網(wǎng)開關(guān)柜局部被擊穿，若不及時加以檢修，長此以往將會在10kV開關(guān)柜的放電點以及放電部位形成積累效應(yīng)，導(dǎo)致開關(guān)柜絕緣系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰現(xiàn)象，嚴重的話會造成開關(guān)柜絕緣系統(tǒng)徹底被擊穿，從而影響10kV配網(wǎng)運行的安全性與穩(wěn)定性。

二、10kV配網(wǎng)開關(guān)柜局放帶電檢測技術(shù)

局部放電長期得不到處理會帶來多種危害，例如：絕緣介電性能下降，絕緣擊穿等，常見的局放檢測技術(shù)如下：

2.1 超聲波檢測技術(shù)

配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電時將出現(xiàn)聲波，而且其頻譜較寬，一般達到上兆赫茲，而且頻率<20kHz時就可以被清楚地聽到，相反，頻率>20kHz時，則無法被人聽到，需要借助超聲波檢測器進行識別，通常來說，聲音能量會隨著局放能量的上升而升高。實際的超聲波儀器在局放測試中的流程如圖1所示。

2.2 TEV檢測原理

開關(guān)柜發(fā)生局放時，通常所釋放的電量會集中于和放電部位較近的接地金屬上，會產(chǎn)生一定量的電磁波，朝著多個方向傳遞，如果是內(nèi)部放電，放電量則多數(shù)集中于接地屏蔽內(nèi)部。一般來說，特殊部位，例如：絕緣體和墊圈相連位置，電纜絕緣終端等處的屏蔽層可能損壞，從而使得高頻電磁逐漸向設(shè)備外傳遞，來自于放電處的電磁波也能憑借金屬箱體接縫以及絕緣開關(guān)等向外傳輸，對應(yīng)將出現(xiàn)暫態(tài)電壓，會傳輸至地下，其名稱為：TEV，其檢測圖示如圖2所示。

其信號會受到現(xiàn)場設(shè)備電壓大小、測量位置等的影響，各類高壓設(shè)備瞬間對地電壓數(shù)據(jù)庫，憑借TEV來分析各類電氣設(shè)備的局放量。由于TEV將受到各類因素干擾，一般用相對讀數(shù)來分析測試結(jié)果，從而對局放程度加以判斷，TEV和dB有下面的關(guān)系：

1dB=20log（1mV）

TEV測量法有著自身的優(yōu)勢，這種優(yōu)勢主要體現(xiàn)為：檢測方便，能夠?qū)崿F(xiàn)帶電檢測，檢測的適應(yīng)性強，具有一定的靈活度、靈敏度，有著超強抵御干擾的能力，通常不會因為外界因素的干擾而影響檢測效果，可以對故障實施高效定位、分析，進而收到更加精準、科學(xué)的數(shù)據(jù)信息，更為高效、靈活地監(jiān)測到局部放電。

三、10kV配網(wǎng)開關(guān)柜局部放電帶電檢測應(yīng)用實踐

3.1 TEV檢測技術(shù)的應(yīng)用

不同電壓等級的配網(wǎng)，其開關(guān)柜局部放電量有所差異，10kV的局放量相對較小，如果眾多的開關(guān)柜在同一時間發(fā)生放電，則可能導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓，要想積極確保開關(guān)柜的高效運行，則應(yīng)該將TEV檢測技術(shù)應(yīng)用于配網(wǎng)系統(tǒng)，具體需要達到以下條件：首先，按照特定時間來測試設(shè)備，所選測試儀要具備局部放電測試功能，而且方便操作，根據(jù)現(xiàn)實情況創(chuàng)建一個設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，利用該數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)異常數(shù)據(jù)的檢測、分析。其次，每隔一個星期來對發(fā)生故障的電氣設(shè)備實施二次檢測，參照現(xiàn)實的檢測信息來創(chuàng)建檔案數(shù)據(jù)庫，同樣，來對設(shè)備實施故障定位與監(jiān)測。再次，按照預(yù)先設(shè)定的停電計劃，保證電網(wǎng)能夠始終處于安全、平穩(wěn)工作狀態(tài)，同時，也要對設(shè)備中的相關(guān)數(shù)據(jù)、信息等加以深入分析與總結(jié)，對狀態(tài)等加以更新調(diào)整。

3.2 測試點的定位與科學(xué)測試

（1）測試點的定位。對于開關(guān)柜測試點的定位第一步需找準鏈接位置，而且要明確穿墻套管、絕緣支撐等的現(xiàn)實運行狀態(tài)，也要對斷路器、電纜接頭的局部放電加以觀察，傳感器的安裝部位一般有嚴格規(guī)范，檢查其是否達標(biāo)。一般來說測試點應(yīng)該選擇距離觀察窗較近，而且同通風(fēng)百葉類似的金屬面板中，實際的測試也需要密切查找窗上下測試中相關(guān)數(shù)據(jù)的變化。（2）測試過程?？茖W(xué)測試背景值，通過觀察和聆聽開關(guān)柜以及其他金屬設(shè)備等發(fā)出的聲音來進行判斷，按照TEV測試的相關(guān)規(guī)定，將TEV測試儀探頭靠近開關(guān)柜，深入分析并理解測試中的數(shù)據(jù)，同時將其記錄下來，確保數(shù)據(jù)處于正常狀態(tài)。測試中需要嚴格抵御各類因素的擾動，要將一切可能性干擾因素排除在外，例如：手機關(guān)機、風(fēng)扇關(guān)掉。TEV測試以后，需要進行背景數(shù)據(jù)讀取，這必然需要超聲波測試儀的運用。

四、數(shù)據(jù)分析

檢測過程中，可以嘗試下面的數(shù)據(jù)判斷法：第一，如果開關(guān)室TEV背景數(shù)值和測試數(shù)均小于20dB，則意味著開關(guān)設(shè)備處于常規(guī)狀態(tài)。第二，當(dāng)發(fā)現(xiàn)TEV背景值<10dB，一部分開關(guān)柜測出的數(shù)據(jù)也處于20到30dB，則要嚴加注意開關(guān)柜，分析其未來的發(fā)展趨勢，如果數(shù)值小于10dB，測試數(shù)據(jù)在30dB以上，意味著開關(guān)柜存在局部放電問題，則適合引入定位技術(shù)來深入分析放電現(xiàn)象，嘗試對其定位觀察。當(dāng)測試值和背景值均大于30dB，而且開關(guān)柜也未有任何峰值，則需要采用定位技術(shù)分析信號的源頭，當(dāng)鎖定該信號來自于開關(guān)柜時則要采取措施加以處理。當(dāng)發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜超聲波數(shù)據(jù)幅值處于6-20dB，則意味著開關(guān)中有局部放電現(xiàn)象，可以嘗試復(fù)測。在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，也要根據(jù)設(shè)備的具體性質(zhì)、種類來實施對比對照，具體對照、比較他們的周期性數(shù)據(jù)，以及變化幅度，變化幅度大于10dB則應(yīng)該集中注意，要深入觀察周圍有無干擾性信號，以及深入檢查開關(guān)柜有無問題和缺陷。

五、結(jié)語

綜上所述，10kV配網(wǎng)開關(guān)柜在運行過程中可能會出現(xiàn)放電與帶電問題，并且該問題會對10kV配網(wǎng)開關(guān)柜以及整個配網(wǎng)系統(tǒng)造成一定影響，因此相關(guān)工作人員要正確對待10kV配網(wǎng)開關(guān)柜放電帶電問題，綜合考慮開關(guān)柜所處環(huán)境、檢測技術(shù)、開關(guān)柜具體問題信息等多種因素采取相應(yīng)的技術(shù)與防范措施，為10kV配網(wǎng)開關(guān)柜運行提供安全保障，創(chuàng)建良好安全的10kV配網(wǎng)運行環(huán)境。

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