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开关柜局部放电检测研究现状
点击次数:822 发布时间:2017-07-12

局部放电会以下述的方式释放能量:电磁能量(无线电波、光、热)、声能(声波、超声波)、气体(臭氧、氮氧化物)。非侵入式局部放电检测zui实用的技术就是基于检测电磁频谱中的无线电频率部分以及超声波发射信号。

 

近年来,国内外很多研究学者都致力于开关柜局部放电的检测技术的研究与比较,相继提出了电脉冲检测法、超高频检测法、电磁波检测法、光检测法及超声波检测法等。开关柜属于封闭式设备,为了实现在线检测且不影响开关柜的运行状态,国内外的电力运行单位都倾向于采用非侵入式检测。在众多非侵入式检测方法中,目前以超声波检测法及暂态地电波检测法zui为前沿。

 

局部放电的超声波检测法是基于局部放电现象发生时产生的机械信号的原理提出来的,超声波信号检测具有较好的抗电磁干扰能力,易于实现在线检测和空间定位。同时,超声波检测方法也有分类识别局部放电的潜力,便于更进一步的实现绝缘状态的细致评估。因此,在电力系统中得到了广泛的应用。研究发现,在一定的局部放电条件下,超声波信号幅值与局部放电量大小成正比,即在一定的范围内,超声波信号幅值与局部放电量成正比。这样就可以根据超声波信号的幅值来判断放电量的大小。局部放电量大小是表征电力设备绝缘劣化程度的重要参数,因此,对开关柜局部放电产生的超声波信号进行准确的检测及分析,是判断开关柜绝缘状态行之有效的方法。

 

局部放电活动中的声波辐射出现在整个声谱范围中。采用人的听觉对局部放电发出声音进行判别是可能的,但是要取决于各人的听觉能力。使用仪器来检测声谱中的超声波信号,仪器比人耳更灵敏,不需要特殊的操作人员,且工作在声频以上的频率,又具有很强的方向性。其中zui灵敏的检测方法是使用中心频率为40kHz的超声波探头。如果在声源和传感器之间存在空气路径,则该方法可以非常成功地检测局部放电活动。目前国内外的超声波检测设备都有很高的灵敏度,可以检测到局部放电初期的微弱信号。但是,这类超声波检测设备同时存在如超声波信号易受环境中高频干扰影响,被测设备必须有可以进行检测的开口和缝隙,超声波有很强的方向性,传感器必须指向局放源,超声测量只能检测表面放电,超声测量读数不易解读判别等局限。

 

暂态地电波检测法是一种新的检测技术方法。当局部放电活动出现在高压开关柜绝缘层中时,它会产生无线电频率范围内的电磁波,它可以通过金属外壳上的开孔,从开关柜内泄漏到外表面。这些开孔可以是外壳或密封垫圈或其它绝缘部件周围的间隙。当电磁波传播到开关柜外面时,它会在接地的金属外壳上产生瞬态地电压,亦称暂态地电波( TEV)。暂态地电波幅度在几毫伏至几伏的范围内,存在时间较短,且为纳秒级的上升时间。开关柜运行时,将探头依附柜体表面进行测量即可。这种检测方法己经在国内外部分电力公司得到了运用。

 

暂态地电波在线检测具有以下的优点:

 

1)可以在开关柜运行的状态下进行,无论在线或离线监测都无需停运。开关柜在正常工作状态的情况下即可进行监测,提高了使用率和保障了供电可靠性。

 

2)可以及早发现开关柜绝缘缺陷。一般而言,发生故障前早期存在局部放电现象的可能性很大,如固体绝缘件的缺陷、绝缘气体中的悬浮颗粒等。及早发现局放现象并进行维护处理,可避免大规模停机故障发生。

 

3)为采取针对性的检修策略提供有效的故障定位和内部放电诊断分析。

 

4)具有一定的抗干扰能力,能够提供较好的试验数据。

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