高压开关柜局部放电检测技术研究应用

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1、高压开关柜局部放电检测技术研究应用胡海敏国网上海市电力公司市区供电公司一、开关柜局放检测概述二、开关柜的主要缺陷三、局部放电理论四、开关柜局放检测的重要性五、开关柜局放检测技术六、开关柜局放缺陷模拟及特性研究七、开关柜局放检测设备介绍八、现场测试及关键技术九、案例一、概述高压开关柜是使用极广、数量最多的开关设备。电站数量主网设备35kV及以上变电站10512135kV变电开关站16配网设备10kV户外站2898517310kV路灯站4010kV配电环网站142410kV配电开关站811开关柜数量主网设备35kV开关柜241352910kV开关柜3288配网设备

2、10kV环网柜142872432810kV开关柜10041开关柜的运行状态对电力系统供电可靠性具有重大影响。局部放电检测是反映开关柜绝缘状况的有效手段高压开关柜的局放检测与故障诊断，是开关柜类设备实现状态检修的重要状态信息量，是保证设备安全可靠运行的关键。一、概述高压开关柜由于在设计、制造、安装和运行维护方面存在着不同程度的问题，因而事故率比较高。同时因污秽、绝缘薄弱、小动物侵入等原因常引发事故。开关柜绝缘事故原因分析主要有以下方面：1、爬距及空气间隙不够2、制造装配质量及工艺不良3、接点容量不足或接触不良4、环境条件影响二、开关柜的主要缺陷三、局部放电局放概

3、念：在开关柜绝缘系统中，各部位的电场强度存在差异，某个区域的电场强度一旦达到其击穿场强时，该区域就会出现放电现象，不过施加电压的两个导体之间并未贯穿整个放电过程，即放电未击穿绝缘系统，这种现象即为局部放电。内部放电悬浮放电电晕放电表面放电三、局部放电※不同类型的局部放电的特征不一样※同一类型的局放在不同绝缘介质中放电特征不一样三、局部放电局部放电对绝缘产生的破坏作用可归纳为以下形式：1、带电质点的轰击2、热效应3、化学生成物4、辐射效应5、机械力的效应四、开关柜局放检测的重要性绝缘劣化、缺陷是破坏性的，会引起高压电气设备的损坏绝缘系统故障很难在例行维护中被发现

4、；意义：确定局部放电现象是否存在；避免供电损失；对设备状态进行评估；实现状态检修，达到设备运行安全可靠、检修成本合理的目的；提高供电可靠性。五、开关柜局放检测技术局部放电的能量形式电（TEV、UHF、HFCT传感器）光（某些特定位置放电能够通过观察窗看到）热（红外，由于开关柜的全封闭结构，检测效果有限）声（超声传感器）气体（臭氧等，能够嗅到）五、开关柜局放检测技术目前采用的开关柜局放检测技术直接法：视在放电量GB/T7354-2003局部放电测量DL/T417-2006电力设备局部放电现场测量导则IEC60270-2000高压测试间接法：TEV、超声波、超高频

5、、声电联合检测五、开关柜局放检测技术暂态地电压(波)TransientEarthVoltage（TEV）五、开关柜局放检测技术暂态地电压（地电波、TEV）3~100MHz波导壁开缝激发磁场电容耦合式TEV传感器五、开关柜局放检测技术超声波（AE、Ultrasonic）>20kHz接触式（压电式）超声波传感器(AE)：贴在电力设备表面，检测局放产生的超声波信号在电力设备表面金属板中传播所感应的振动现象，开放式（敞开式）超声波传感器(Ultrasonic)：检测放电产生的超声波信号在空气中传播时的振动现象五、开关柜局放检测技术12345671、防护网；2、外壳；3

6、、推向锥、4、阻尼匹配金属圆片；5、压电陶瓷晶片；6、固定座、7、电极图:开放式超声传感器结构图五、开关柜局放检测技术超声波外差技术五、开关柜局放检测技术特高频（UHF）0.3-3GHzUHF法的基本原理是通过UHF传感器对电力设备局放产生的超高频（0.3-3GHz）信号进行检测，从而判断设备局部放电状况，实现绝缘状态的判断，而由于现场干扰主要集中于0.3GHz频段以下，因此UHF法能有效的避开干扰信号，具有较高的灵敏度和搞干扰能力，可实现局放带电检测、定位、故障类型判断等优点。综合检测技术无论哪种检测方法均有一定的局限性，无法将开关柜的运行状态客观、全面、真

7、实的反映出来，还会出现误判的可能。由于放电类型能量的释放形式不同、各种检测方法的实用性与灵敏度也存在差异，所以在对开关柜局部放电检测过程中，要将上述检测手段综合应用。五、开关柜局放检测技术六、局放缺陷模拟及特性研究六、局放缺陷模拟及特性研究针尖模型悬浮电极金属微粒绝缘气隙六、局放缺陷模拟及特性研究针尖局放仪信号示波器TEV示波器UHF示波器超声六、局放缺陷模拟及特性研究悬浮局放仪信号示波器TEV示波器UHF示波器超声六、局放缺陷模拟及特性研究颗粒局放仪信号示波器TEV示波器UHF示波器超声六、局放缺陷模拟及特性研究绝缘局放仪信号示波器TEV示波器UHF示波器超

8、声六、局放缺陷模拟及特性研究缺陷模型针