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。

電網中，高壓固體柜的作用主要是用于控制保護系統的輸配電。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生局部放電現象。引起這種現象的主要原因是與絕緣結構有關的部分發生了故障問題。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，持續不斷的放電將會導致內部主絕緣被電流擊穿，進一步使電力系統難以安全有序地運行。高電壓固體柜的局部放電現象一般可分為內放電和表面放電兩種，前者主要涉及光、熱、電磁波、化學氣體等現象，后者則主要涉及光、聲、熱等現象。

2.局部放電的危害。

如果高壓固體柜產生局部放電，勢必對電力系統造成極大的危害：一方面，高壓開關柜的局部放電會使電力設備的絕緣結構受到損害；高電壓固體柜在使用過程中，對電力設備中的絕緣結構會產生不同程度的影響。尤其在強電流穿透作用下，絕緣結構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象越嚴重，電力設備的絕緣結構將日趨老化。高壓開關柜的局部放電也會引起電能損耗。結果表明，在相同的高壓開關柜運行條件下，引起局部放電現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，但屏蔽連續發生時，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，在此期間產生的高頻信號會傳送到設備屏蔽外殼。當固體柜內部元件與地絕緣引發局部放電時，會產生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，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釋放或傳遞電荷的過程，它使放電區域的電場應力、機械應力和粒子力等產生不平衡現象，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，根據波形特征可以對缺陷類型進行分類，并能根據電磁波時間差異進行精確定位，有效地區分高壓固體柜的局部放電和設備周圍放電類型。

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