石宁++李德彬++余海宽++孙成龙
摘 要：本文就高压开关柜局部放电检测技术进行了介绍，并阐述了数据采集与故障诊断的方法，以期为高压开关柜的有效运行提供安全保障。
关键词：局部放电；高压开关柜；检测技术
中图分类号：TP207 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）12-0149-01
近年来，虽然电网设备质量得到了优化，但由于在设计、安装及使用方法、设备养护等方面的不足，导致高压开关柜易出现一些问题，如局部放电等，加强对高压开关柜局部放电检测技术的研究势在必行。
1 高压开关柜局部放电概述
局部放电主要指电气设备在运行的过程中，某个绝缘结构发生故障而引起的放电现象。局部放电会对高压开关柜的内部结构造成破坏，虽然短期内并不会击破主绝缘，但若长期存在局部放电现象，则高压开关柜整体的绝缘强度会遭到破坏。高压开关柜局部放电主要分为外部放电（设备表面）、内部放电两种，外部放电主要指光、热、电响声等信号；内部放电主要指热、气体、电磁波等信号。
2 高压开关柜局部放电检测技术
2.1 暂态对地电压检测
高压开关柜一旦出现局部放电现象，设备无线电频率段甚至高频段则会发生电磁波，幅值最低为0.1mV，最高为几伏。局部绝缘层放电的电量多储存于接地屏蔽系统的内表面结构中，因此若屏蔽层为连续型结构，则在设备外部很难检测到相关故障信号。就实际问题分析，内部放电电量还能够通过金属外壳与密封垫圈等部分传导到高压开关柜外部，此时在接地金属外壳上会出现暂态对地电压。暂态对地电压检测技术使用原理如图1所示。若对地绝缘结构存在放电问题，则接地金属壳内会积存一定的电容性电量，通常放电时间在几纳秒内时，释放的电量为若干兆分之一库伦，若在1纳秒内单次放电为1000pC，则会产生100毫安的电流。一般来说，放电脉冲仅能维持极短的时间，被检测的设备常被视为一个传输线，若要判断其电气特性，必须对电感、分布电容进行检测。
2.2 超声波检测
局部放电是一个快速释放的过程，一旦发生，就会对设备电场的粒子力、应力等平衡性造成影响，进而引发振动变化，同时使周边介质发生振荡，最终出现超声波信号。局部放电的能量与声能二者呈正相关，虽会受到诸多因素的影响，但从统计的角度需对二者的关系进行判断。按照球面波超声能量计算公式，忽略空气密度、声速，声能量和声压平方二者为正相关关系。按照放电能量与声能二者间的关系，可借助超声波信号来判断局部放电能量的强弱。
3 数据采集与故障诊断
3.1 数据采集
当前，通常采用暂态对地电压检测设备与超声波检测设备进行局部放电数据采集。为了确保检测数据的可比性，所选择的高压开关柜局部放电测试点位置应统一不变，即每次都在同一个位置进行检测。如此可使每次测量的环境保持一致，以便于后期进行数据分析时能够直接将环境干扰因素排除在外。
从检测原理上分析，暂态对地电压检测技术与超声波检测技术均为具备可比性的检测方法。在对某个开关柜进行故障检测时，所得数据应与之前的检测数据、相同类型设备检测数据进行对比，若所得数据与之前数据、相同设备检测数据出入较大，则说明设备处于放电状态中，以此可推断有故障存在。
3.2 故障诊断
开关柜局部放电故障诊断操作方法主要包括以下几点：第一，初步判断。统计了解相关实际故障情况，确定故障率a%。第二，统计处理。对N面开关拒故障情况进行普测处理后，计算出最大与最小的Na%，作为比较数据A。第三，数据分析。于某个时间段中对N面开关柜再次进行普测，之后得出最大与最小的Na%，作为比较数据B。之后，对比分析A、B。当B小于A时，可能存在的问题是开关柜负荷降低，内部环境（湿度、温度、背景干扰）改善；当B大于A时，可能存在的问题是开关柜负荷加大，内部环境（湿度、温度、背景干扰）恶劣；当B等于A时，说明开关柜运行处于平稳状态。第四，确定判断值。通过长时间对开关柜的运行状态判断，可明确A或者B的存在依据，但考虑到周边环境在一定程度上可能会对开关拒的局部放电现象造成影响，因此在确定判断值时必须将误差控制到±2dB。之后，依据上述顺序，创建相应的资料数据库，以为高压开关柜局部放电检测提供数据指导。
4 结语
我们必须加强对暂态对地电压检测技术与超声波检测技术的应用，通过有效的数据采集和故障判断，将开关柜绝缘体局部放电问题扼杀在摇篮之中。
参考文献
[1]李江龙.基于配电高压开关柜的局部放电检测技术应用研究[J].高教学刊，2015，（15）：203-204.
