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开关柜局部放电的研究现状

发布时间:2020-09-14 10:30人气:

局部放电检测设备最早是在1919年被研制出来的,1924年“西林电桥法”首先应用到实物检测,一年后,Schwaige:发现电晕放电能产生电磁波,1928年Starr和Loyd提出了较为正式的局部放电检测技术,即“平行四边形测量法”,1960年Malinaric和Dakin在此技术基础上提出了“积分电桥法”,该方法提出后吸引众多研究人员投入到局部放电检测课题中,局部放电发生过程中会产生物理和化学现象比如声效应、光效应、电效应、热效应,化学分解物等,相对应的局部放电检测技术也应运而生,并将其分为两类:电检测法、非电检测法。

1.1 非电检测法

局部放电过程中的物理现象以及化学反应会产生各种各样的信息,比如化学气体、声、光、热等,非电检测法就是检测非电信号进而判断有无局部放电以及局部放电严重程度等,非电检测的优势在于干扰相对较少。接下来介绍三种非电检测技术:

(1)声检测法

声检测法是检测局部放电过程中产生的声信号来判断局部放电情况,但人为走动、机械振动等会干扰声检测。声检测也能定位放电源的位置。现今声电传感器越来越灵敏,转换效率越来越高,因此采用声测法进行局部放电检测精度也非常高,现在基于声检测法的检测设备也较为普遍。局部放电产生的声信号本身十分微弱还要经过金属外壳,显然超声波传感器检测到的信号极其微弱,所以传感器应紧贴开关柜表面。

(2)光检测法

光检测法局限性较大,仅透明介质可采用光测法,而且灵敏度偏低,空气中的电晕放电可以采用光检测法。

(3)热检测法

局部放电发生处也会引起该部位温度上升,采取红外摄像仪可以检测到该现象,但是局部放电产生的温差不容易判别又不能定量分析,因此局部放电检测中此法使用的非常少。

经过对上述非电检测法的介绍可知:非电检测法不易检测而且很难定量检测,因此非电检测法常用来作为辅助检测而主导检测采用电测法。


1.2 电检测法

检测局部放电产生的电信号称为电检测法,局部放电最终会形成脉冲电流,在电极上会引起电压变化,结合麦克斯韦定理,局部放电的窄脉冲电流信号能够激出各种各样的电磁波信号,电力设备的检测正是检测这些信号。现今开关柜常用的电检测法有暂态对地电压(Transient Earth Voltages, TEV)检测法、特高频(Ultra High Frequency,UHF)检测法。

(1)TEV检测法

Dr.John Reeves在1974年首先提出了暂态对地电压。目前,TEV检测法在开关柜局部放电检测中己得到广泛应用,检测原理是电容耦合,在开关柜表面安装TEV传感器,采集该信号便可获取局部放电信息。国内使用最为广泛的设备是由英国的EA Technology公司研发的便携式TEV检测设备。

(2)UHF检测法

UHF检测法是检测局部放电发出的特高频电磁波。局部放电中的特高频电磁波频率约在300MHz到3GHz范围内。20世纪80年代局部放电检测的频带相对较窄常低于1MHz,抗干扰能力差导致局部放电检测效果不理想。Boggs和Stone在1982年进行局部放电研究中将检测设备的测量频率提升至1GHz后能较好的测得GIS的PD信号脉冲。国内有研究人员将UHF法应用在开关柜局部放电检测中,经实验室验证:UHF法检测开关柜是可行性的。

综合上述电测法和非电测法在开关柜局部放电检测中的应用,对常用检测方法的优缺点和应用领域等进行总结,如表所示是开关柜常用检测方法的优缺点的比较。
开关柜常用检测方法比较

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