蔡智超
摘 要：局部放电问题在各类电力系统中较为常见，尤其是高压用电系统，其会造成一定的破坏作用，也会增加电能损耗。基于此，文章以局部放电现象以及其危害作为出发点，分析常见高压开关柜局部放电检测技术以及应用，重点介绍PDL1定位法和TEV检测法，并在文章最后给出实例检测内容，进一步明确相关理论。希望通过分析明晰局部放电检测技术，为后续工作提供必要的参考。
关键词：高压开关柜；局部放电；PDL1定位法；TEV检测法
中图分类号：TM591 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）05-0143-02
Abstract： Partial discharge is a common problem in various power systems， especially in high-voltage power systems， which will cause some damage and increase the power loss. Based on this， the article takes partial discharge phenomenon and its harm as the starting point， analyzes the common high voltage switchgear partial discharge detection technology and its application， emphatically introduces the PDL1 localization method and the TEV detection method. At the end of the article， an example is given to further clarify the relevant theory. It is hoped that， by analyzing and clarifying the PD detection technology， it will provide the necessary reference for the follow-up work.
Keywords： high voltage switchgear； partial discharge； PDL1 localization method； TEV detection method
高压开关柜一般用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗等工作，可以起到通断、控制或保护等作用，电压等级在3.6kV-550kV之间，可以分为高压负荷开关、高压隔离开关与接地等几大类。在实际工作中，高压开关柜往往存在局部放电问题，造成绝缘劣化，加速绝缘损坏过程，整个系统的电能消耗也会因此增加。分析局部放电现象、危害以及检测技术十分必要。
1 局部放电现象以及其危害
1.1 局部放电现象
局部放电现象是指在足够强的电场作用下，电力设备绝缘介质局部范围内出现的放电现象。该现象会导致导体间的绝缘局部短接，造成各种破坏。根据目前的研究结果，局部放电可能在液体绝缘气泡、固体绝缘空穴、导体或半导体的边缘处发生，大多集中于气隙部位。
1.2 局部放电现象的危害
局部放电的危害主要包括两个方面，一是造成系统设备绝缘性下降、加快老化速度，二是造成电能的浪费。由于高压开关柜电压较高，超过空气等介质的击穿场强，会对系统中各类构件的绝缘外皮造成不利影响，在强大电压作用下，电流的破坏力十分突出，绝缘皮的老化速度会在局部放电的影响下加快，二者呈现显着的正相关。电能的浪费方面，频繁的局部放电会造成系统电能损耗的加剧，研究人员曾对广州某地11座大型商民两用建筑进行过调查，结果表明严重的局部放电会导致电能损耗增加8%-15%。因此，在电力系统的工作中应重视局部放电问题，由于局部放电带有隐蔽性，分析其检测技术十分重要。
2 常见高压开关柜局部放电检测技术及其应用
2.1 TEV检测法及其应用
包括高压开关柜在内，大部分高压电气设备在出现局部放电时，都会产生电磁波，放电电量先聚集在与放电点相邻的接地金属部分，电磁波以此为原点向各个方向传播，由于放电现象在内部发生，电量聚集在地屏蔽的内表面，该信号的检测难度较大，连续的屏蔽层则可能导致外部检测无法进行。在各地的研究中，人员发现如果屏蔽层处于垫圈连接处、绝缘部位、电缆绝缘终端等部位，或者存在损坏，其连续屏蔽效果将受到影响而显着降低。在高电压作用下，局部放电的电流大、电磁信号频率高，能够突破较弱绝缘层的作用，扩散到设备的外围，这使信号检测成为可能[1]。TEV检测法是通过收集这种电磁波进行检测的方法，当局部放电现象出现后，气体绝缘开关的衬垫、金属箱体的接缝处都可以成为传播介质，暂态电压在此情况下出现，并向地表扩散，该电压也被成为暂态对地电压，简称为TEV。TEV检测法容易受到电磁干扰，因此适用范围受限，其基本原理如图1所示。
2.2 PDL1定位法以及其应用
局部放电问题近年来引起国内外的广泛重视，现有的研究表明，局部放电的激烈程度、放电部位和侦测难度存在一定关联，一般来说局部放电的频率越高、位置越靠外，信号越明显，这是PDL1定位法应用的基本原则之一。应用PDL1定位法，使用相对读数（dB）来描述局部放电活动程度，可以强化对TEV信号的捕捉能力，当高压开关柜内出现局部放电现象后，应用PDL1定位法可以对相关情况进行定量测试，根据检测强度的不同对发生放电问题的原点进行定位。研究表明，两根电容耦合探测器的时间差可以用于局部放电源检测，因此PDL1定位法一般应用两根电容耦合探测器进行作业，高频脉冲先后得到捕捉后，局部放电的位置基本能够得到确定[2]。PDL1定位法的工作原理如图2所示。
2.3 其他检测方法
局部放电现象的检测方法还包括热成像法、声波检测法等，声波检测法是利用声波在介质中传播速度的差异判断局部放电问题的方法，热成像法是利用局部放电产生的异常热量进行检测的方法，这两种方法受限于技术水平和实际条件，应用的范围依然不够广。如热成像法，在设备的总体工作中，局部放电虽然会导致系统的热量小幅上升，但需要高精度的设备才能捕捉这种温度变化，因此检测存在难度，而声波检测法对设备的要求很高，也容易受到周边环境的影响，降低检测的精度。
2.4 实例分析
本文以临汾市电力公司为例，对高压开关柜局部放电检测技术进行实例分析，分别对110千伏以及220千伏的变电站进行局部放电检测。主要的检测流程如下，第一，确定检测部位。在试验过程中优先选择容易放电的部位进行检测，例如高压开关柜的母排连接处、支撑的绝缘件、套管、开关以及侧面板等部位。如果检测设备的条件较好，则可以对开关柜中的母线架桥部位进行放电检测。第二，确定检测方法，在本次放电检测过程中利用的方法为比较法、分析法以及盘判据法等。第三，对最终的放电检测结果进行分析。在110千伏的变电站中，开关柜的电压为10千伏，根据实验结果能够看出，开关柜的前部以及中部为23dB，外部为20dB以下，以此可以看出该开关柜并没有出现放电现象。而对另一个高压开关柜进行检查的过程中，由于该开关柜受外界环境的影响较大，同时并不是封闭式的开关柜，所以最终的放电测量结果会超出正常值一定范围。根据测量结果能够发现，该变电站存在轻微放电的现象，在今后对其进行管理的过程中，要对该高压开关柜进行重点关注，一旦放电值超出安全范围，要对其进行有效处理，保证高压开关柜的运行安全[3]。
在对变电站电压为220千伏、高压开关柜为35千伏进行放电测量的过程中，结果显示后部为23dB，外部为20dB，根据结果可以看出，该高压变电柜没有出现放电现象。在对变电站中的高压开关柜进行放电测量的过程中，首先要确定放电测量的部位，其次对放电测量数据进行分析，最终根据分析结果制定相应的保护方案。如果最终的放电分析结果为不放电，则不需要对其进行重点管理，如果放电测量结果为轻微放电，则需要加强对该高压开关柜的管理质量。如果放电测量的结果远远超出了安全放电范围，则需要马上对其进行维修管理。对开关柜进行局部放电检测，能够降低开关柜在运行中发生安全事故的概率，同时提高放电维修的维修质量，最终达到减少电能损失的目的。由此可以看出，进行高压开关柜局部放电测试对变电站正常运行的重要性。
3 结束语
通过分析高压开关柜局部放电检测技术以及应用，了解了相关基本内容。总体来看，局部放电会对电力系统部件造成一定破坏，也会导致电能无端消耗，常见的检测方法包括PDL1定位法、TEV检测法等，这两种方式各有应用优势和不足，在工作中可以针对实际情况进行检测。通过实例分析进一步了解了局部放电检测技术。后续工作中，应用相关理论有助于提升高压开关柜局部放电检测水平，完善实际工作。
参考文献：
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[2]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.
[3]高佳琦，王文华.暂态对地电压测试技术在高压开关柜局部放电检测定位中的应用[J].电气时代，2014（12）：90-92.
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[6]买买提·努尔，石海珍，齐铁东.局部放电带电巡检技术的应用研究[J].科技创新与应用，2013（02）：119.
