半绝缘型开关柜局部放电带电检测技术应用现状分析

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1、半绝缘型开关柜非嵌入式局部放电带电检测技术应用现状分析广东电网公司广州供电局试验研究所熊俊王勇黄慧红陆国俊吴碧华广东电网公司广州白云区供电局杨晓东卢志亮广东电网公司广州荔湾区供电局黄晓彤何国荣广东电网公司广州萝岗区供电局黄祖成韦文强摘要简要描述了一种开关柜局部放电带电检测系统的基本原理和主要功能。总结了国内部分开关柜绝缘放电缺陷的共同特征，从放电现象本身及运行环境两个方面对检测手段的有效性进行了客观分析，指出空气中局部放电电磁辐射特性不明显是影响地电波检测结果的主要原因。根据绝缘放电缺陷表达形式的多样性和主次性特点，结合地区

2、运行经验，对每一类高压设备建议配备至少1种检测手段。在目前阶段，专家经验和仪器抗干扰特性是决定诊断准确性的两个重要方面。加快测试队伍的专业化是保障状态检测工作发挥实效的重要基础。开展局部放电多方法联合检测是提高诊断效果的有效途径，也是今后状态检测的重要发展方向。关键词局部放电绝缘缺陷多样性主次性抗干扰联合检测1引言绝缘技术是电力系统高压一次设备的基本技术问题之一。为保障高压导体与地之间有足够的绝缘强度，通常可分别选择空气、油及SF6气体等作为绝缘介质。绝缘介质处理工艺的好坏或运行过程中绝缘受潮、老化等均会影响到设备的整体寿命

3、，局部放电是产生这一类问题的征兆，因此，开展局部放电带电检测有利于掌握设备的绝缘状态，将事故隐患消除在萌芽状态。掌握局部放电的基本特征、有针对性采用相应检测技术，是能够有效发现问题的基础。为进一步加强设备绝缘状态检测，提高设备运行的可靠性，借鉴新加坡电网有限公司状态检测方面先进的经验，国内主要供电企业于2007年开始陆续引入了UltraTEVplus+便携式局部放电带电检测系统，专门用来解决开关柜的状态检测问题。由于现场便携特性，UltraTEVplus+很快在运行单位推广使用。经过近两年的实践，国内的运行单位积累了不少Ul

4、traTEVplus+仪器现场使用的经验，也提出了一些疑惑。例如，超声波比地电波似乎更加灵敏，现场缺陷诊断依赖运行经验，状态巡检周期的设定等。考虑到上述问题，本文对UltraTEVplus+仪器的基本原理和主要参数进行了介绍，总结了现有国内外部分案例的共性特征，并讨论相关原因，以期为现场测试人员提供一定的参考。最后，本文对开展开关柜设备状态检测提出了相应的设想。2便携式局部放电带电检测系统2.1系统构成高性能超声波传感器新一代开关柜便携式局部放电带电检测系统（UltraTEVplus+）主要由信号单元、附件及校验器等三部分组

5、成。控制模块分别内置地电波和超声波两种模式。地电波传感器为内置传感器。超声波有三种选择模式：内置式、延长麦克风及带激光的高性能超声波传感器。采用超声波测量时，为帮助现场测试人员分辨放电与环境干扰声波，该系统测试时还提供一套高保真耳机协助监听。使用时根据需求选择检测传感器的方式，测试前可利用校验器对设备进行检测确认仪器是否工作正常。设备外观如图1示。延长麦克风a信号单元b超声波传感器c校验器图1设备外观图2.2基本原理及参数通常，局部放电同时以声、光、电的形式向周围释放和传播能量，这是局部放电表现形式的多样性特征。不同类型的局

6、部放电或不同阶段的局部放电又具有其表现形式的主次性特征，如空气中表面放电以声发射特征为主，绝缘内部放电的电磁高频特征较为常见。电晕放电电磁辐射稳定，声波特征也稳定但相对弱；爬电属于间歇性放电现象，电磁辐射特性不明显，声波特征较强但也不十分稳定。当发生局部放电时，电磁波向四周传播，在金属壳内表面形成脉冲电流并向四周扩散，集肤效应作用下会在金属壳外表面形成一个暂态电压脉冲（地电波）。利用容性探头即可检测到这些脉冲，从而反映局部放电情况。地电波的形成过程如图2所示。图2地电波传播示意图由气体放电理论和实践可知，气体发生放电时，会出

7、现声发射现象，局部放电部分能量会以声波的形式向周围传播。利用超声波探头即可检测这些声脉冲，从而反映局部放电的状况。在室温和标准大气压条件下，声波传播的距离和衰减的快慢一定程度上取决于放电过程中快速释放的能量大小。一般来说，电磁波在油纸、环氧介质中的穿透性较强，在空气中的衰减性大，而声波在油纸、环氧介质中的放射强，衰减快。根据上述原理，UltraTEVplus+系统分别提供两种检测功能：地电波和超声波。地电波模式的主要参数有效检测频带：3MHz～80MHz；测量范围：0dBmV~60dBmV；分辨率：1dB；精确度：±1dB；

8、最大脉冲/周期数：665；最小分辨脉冲率：10Hz。超声波模式的主要参数：测量范围：-70dBμV~68dBμV；分辨率：1dB；精确度：±1dB；传感器灵敏度：-65dB（0dB=1伏特/μbarrmsSPL）；传感器中心频率：40kHz；传感器直径：16mm；外差频率：38.4kHz。