高電壓固體柜局部放電檢測技術的應用

1.1高壓開關設備的局部放電概況。

電網(wǎng)中，高壓固體柜的作用主要是用于控制保護系統(tǒng)的輸配電。為保證高壓開關柜安全、有序運行，常用交流金屬密封開關。即使這樣，高壓固體柜在實際應用中仍然會產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象。引起這種現(xiàn)象的主要原因是與絕緣結(jié)構(gòu)有關的部分發(fā)生了故障問題。因此，存在故障問題的絕緣部分就會失效，如果不能及時解決，持續(xù)不斷的放電將會導致內(nèi)部主絕緣被電流擊穿，進一步使電力系統(tǒng)難以安全有序地運行。高電壓固體柜的局部放電現(xiàn)象一般可分為內(nèi)放電和表面放電兩種，前者主要涉及光、熱、電磁波、化學氣體等現(xiàn)象，后者則主要涉及光、聲、熱等現(xiàn)象。

2.局部放電的危害。

如果高壓固體柜產(chǎn)生局部放電，勢必對電力系統(tǒng)造成極大的危害：一方面，高壓開關柜的局部放電會使電力設備的絕緣結(jié)構(gòu)受到損害；高電壓固體柜在使用過程中，對電力設備中的絕緣結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生不同程度的影響。尤其在強電流穿透作用下，絕緣結(jié)構(gòu)外皮的老化將進一步加劇，也就是說，高壓開關柜的局部放電現(xiàn)象越嚴重，電力設備的絕緣結(jié)構(gòu)將日趨老化。高壓開關柜的局部放電也會引起電能損耗。結(jié)果表明，在相同的高壓開關柜運行條件下，引起局部放電現(xiàn)象的電能消耗比正常情況下高12%左右。因此，要求相關技術人員必須及時對這種現(xiàn)象進行處理，以免進一步造成不良的電能損耗。二是高壓開關設備局部放電檢測技術。

2.1瞬態(tài)地電壓(TEV)檢測方法

對高壓開關柜的局部放電來說，放電量通常會集中在接地屏蔽表面上，但屏蔽連續(xù)發(fā)生時，在設備外部不易檢測到相關信號，絕緣部分、電纜絕緣端子等處的屏蔽層一般不連續(xù)，在此期間產(chǎn)生的高頻信號會傳送到設備屏蔽外殼。當固體柜內(nèi)部元件與地絕緣引發(fā)局部放電時，會產(chǎn)生TEV信號，放電能量會以電磁波的形式傳送到固體柜的金屬鎧裝上，由于固體柜屬于接地狀態(tài)，在固體柜外表面的電磁波能感應出高頻電流，進一步可依靠電容耦合檢測出幅值、脈沖，感測器的頻帶在3~100MHz之間[2]。

2.2超聲(AE)檢查方法

高電壓固體柜局部放電是一種持續(xù)釋放或傳遞電荷的過程，它使放電區(qū)域的電場應力、機械應力和粒子力等產(chǎn)生不平衡現(xiàn)象，從而引起振蕩變化，機械應力和粒子力的振蕩使放電部位局部介質(zhì)振動，進一步形成聲波信號。即采用AE檢測方法，通過儀器獲取局部形成的超聲波信號，從而實現(xiàn)高壓開關柜局部放電的檢測。該檢測技術的主要特點是，傳感器與電力設備的電路板之間不存在相關性，因而不受電路板的干擾，需要注意的是，在實際應用AE檢測法時，易受周圍設備的機械振動、外部噪聲等因素的影響[3]。

2.3特高頻(UHF)檢測方法

超高頻探測法的基本原理是利用高壓固體柜局部放電產(chǎn)生的超高頻電磁信號(300MHz~3GHz)進行探測，得到局部信號的幅值、相位等一系列信息。由于高壓開關柜屬于金屬封閉開關設備，使得特高頻信號只能通過柜縫或觀察孔傳出，就像AE檢測一樣，借助非接觸式外部傳感器放置在柜體孔隙部位，實現(xiàn)了對局部放電特高頻信號的檢測。超高頻濾波方法具有較好的靈敏度和抗干擾能力，根據(jù)波形特征可以對缺陷類型進行分類，并能根據(jù)電磁波時間差異進行精確定位，有效地區(qū)分高壓固體柜的局部放電和設備周圍放電類型。

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