固体柜局部放电检测技术的应用

高电压固体柜局部放电检测技术的应用

1.1高压开关设备的局部放电概况。

电网中，高压固体柜的作用主要是用于控制保护系统的输配电。为保证高压开关柜安全、有序运行，常用交流金属密封开关。即使这样，高压固体柜在实际应用中仍然会产生局部放电现象。引起这种现象的主要原因是与绝缘结构有关的部分发生了故障问题。因此，存在故障问题的绝缘部分就会失效，如果不能及时解决，持续不断的放电将会导致内部主绝缘被电流击穿，进一步使电力系统难以安全有序地运行。高电压固体柜的局部放电现象一般可分为内放电和表面放电两种，前者主要涉及光、热、电磁波、化学气体等现象，后者则主要涉及光、声、热等现象。

2.局部放电的危害。

如果高压固体柜产生局部放电，势必对电力系统造成极大的危害：一方面，高压开关柜的局部放电会使电力设备的绝缘结构受到损害；高电压固体柜在使用过程中，对电力设备中的绝缘结构会产生不同程度的影响。尤其在强电流穿透作用下，绝缘结构外皮的老化将进一步加剧，也就是说，高压开关柜的局部放电现象越严重，电力设备的绝缘结构将日趋老化。高压开关柜的局部放电也会引起电能损耗。结果表明，在相同的高压开关柜运行条件下，引起局部放电现象的电能消耗比正常情况下高12%左右。因此，要求相关技术人员必须及时对这种现象进行处理，以免进一步造成不良的电能损耗。二是高压开关设备局部放电检测技术。

2.1瞬态地电压(TEV)检测方法

对高压开关柜的局部放电来说，放电量通常会集中在接地屏蔽表面上，但屏蔽连续发生时，在设备外部不易检测到相关信号，绝缘部分、电缆绝缘端子等处的屏蔽层一般不连续，在此期间产生的高频信号会传送到设备屏蔽外壳。当固体柜内部元件与地绝缘引发局部放电时，会产生TEV信号，放电能量会以电磁波的形式传送到固体柜的金属铠装上，由于固体柜属于接地状态，在固体柜外表面的电磁波能感应出高频电流，进一步可依靠电容耦合检测出幅值、脉冲，感测器的频带在3~100MHz之间[2]。

2.2超声(AE)检查方法

高电压固体柜局部放电是一种持续释放或传递电荷的过程，它使放电区域的电场应力、机械应力和粒子力等产生不平衡现象，从而引起振荡变化，机械应力和粒子力的振荡使放电部位局部介质振动，进一步形成声波信号。即采用AE检测方法，通过仪器获取局部形成的超声波信号，从而实现高压开关柜局部放电的检测。该检测技术的主要特点是，传感器与电力设备的电路板之间不存在相关性，因而不受电路板的干扰，需要注意的是，在实际应用AE检测法时，易受周围设备的机械振动、外部噪声等因素的影响[3]。

2.3特高频(UHF)检测方法

超高频探测法的基本原理是利用高压固体柜局部放电产生的超高频电磁信号(300MHz~3GHz)进行探测，得到局部信号的幅值、相位等一系列信息。由于高压开关柜属于金属封闭开关设备，使得特高频信号只能通过柜缝或观察孔传出，就像AE检测一样，借助非接触式外部传感器放置在柜体孔隙部位，实现了对局部放电特高频信号的检测。超高频滤波方法具有较好的灵敏度和抗干扰能力，根据波形特征可以对缺陷类型进行分类，并能根据电磁波时间差异进行***定位，有效地区分高压固体柜的局部放电和设备周围放电类型。

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