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开关柜局部放电检测技术简介

发布时间:2020-09-15 09:35人气:

随着企业向资源节约型和环境友好型发展,国家电网向智能电网建设的推进,电网运行的安全性越来越重要,为了实现电气设备缺陷预警,防止停电事故,电气设备的状态检测已成为电网安全运行的重要任务。为了显现状态检测的重要性,2010年国家电网公司11号文件印发了《电力设备带电检测技术规范(试行)》,将电力设备带电检测工作正式列入设备运维工作中,2013年国家电网公司发布了Q/GDW 1168-2013《输变电设备状态检修试验规程》,对带电检测技术的应用范围和判断标准进一步做出规定。而10kV, 35kV高压开关柜成套设备作为电力系统中重要的电气设备,对高压开关柜的状态监测也就显得尤为重要。高压开关柜的作用是在电力系统发电、输电、配电和电能转换过程中进行开合、控制和保护等,其内部电气元件主要由一次设备和二次元件组成,一次设备主要有高压断路器、负荷开关、分支母线、高压接触器等,二次元件主要有继电器、电流表、电压表等。

根据开关柜结构与内部设备的特点,开关柜的故障类型可分为拒动/误动故障、绝缘故障、开断与关合故障、载流故障、外力及其他故障。为了能够了解开关柜发生不同故障的概率,中国电力科学研究院对2004年40.5kV以下的开关设备的故障类型进行了统计分析,如图所示,其中,因内部绝缘缺陷引起的绝缘故障发生的比例最高,占总故障的35%左右。而广东电网公司对1992-2002年开关设备的故障类型统计结果显示,绝缘故障的比例甚至高达66%。

2004年高压开关设备事故按类型分布统计
2004年高压开关设备事故按类型分布统计

这些内部绝缘故障可能导致开关柜内部电场发生畸变,使局部电场升高而引起局部放电。一方面,局部放电是加速绝缘劣化的主要原因,受多种因素影响,对运行中的开关柜设备是一个隐患;另一方面,局部放电又是表征绝缘状态最为有效的特征量。因此,有效检测开关柜设备中的局部放电信号及其对检测到信号进行定位将有助于及时发现早期绝缘缺陷,判断介质老化速度和当前状态,避免开关柜突发事故,对显著减小开关柜设备的故障概率有很大的意义。

开关柜局部放电检测技术包括暂态地电压(TEV)检测法、超声波检测法、高频电流(HFCT)检测法。暂态地电压检测法以其检测方便、不对运行设备产生影响的优点逐渐被广泛的应用,但暂态地电压的应用策略与判断标准还不成熟,而且开关柜内引起暂态地电压的电磁波传播规律也需要进一步的研究。超声波检测法属于非侵入式检测方法的一种,该检测方法是基于局部放电发生时伴随着机械振动的超声波产生提出的,具有较高的抗电磁干扰能力,在开关柜局部放电的检测与定位方面应用广泛。高频电流检测法是应用最早的一种检测方法,技术相对比较成熟,通过类似罗科夫斯基线圈的传感器安装到开关柜的接地线上进行检测。

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