高壓開關柜局部放電檢測技術研究應用胡海敏國網上海市電力公司市區供電公司一、開關柜局放檢測概述二、開關柜的主要缺陷三、局部放電理論四、開關柜局放檢測的重要性五、開關柜局放檢測技術六、開關柜局放缺陷模擬及特性研究七、開關柜局放檢測設備介紹八、現場測試及關鍵技術九、案例一、概述高壓開關柜是使用極廣、數量最多的開關設備。電站數量主網設備35kV及以上變電站10512135kV變電開關站16配網設備10kV戶外站2898517310kV路燈站4010kV配電環網站142410kV配電開關站811開關柜數量主網設備35kV開關柜241352910kV開關柜3288配網設備10kV環網柜142872432810kV開關柜10041開關柜的運行狀態對電力系統供電可靠性具有重大影響。局部放電檢測是反映開關柜絕緣狀況的有效手段高壓開關柜的局放檢測與故障診斷，是開關柜類設備實現狀態檢修的重要狀態信息量，是保證設備安全可靠運行的關鍵。一、概述高壓開關柜由于在設計、制造、安裝和運行維護方面存在著不同程度的問題，因而事故率比較高。同時因污穢、絕緣薄弱、小動物侵入等原因常引發事故。開關柜絕緣事故原因分析主要有以下方面：1、爬距及空氣間隙不夠2、制造裝配質量及工藝不良3、接點容量不足或接觸不良4、環境條件影響二、開關柜的主要缺陷三、局部放電局放概念：在開關柜絕緣系統中，各部位的電場強度存在差異，某個區域的電場強度一旦達到其擊穿場強時，該區域就會出現放電現象，不過施加電壓的兩個導體之間并未貫穿整個放電過程，即放電未擊穿絕緣系統，這種現象即為局部放電。內部放電懸浮放電電暈放電表面放電三、局部放電※不同類型的局部放電的特征不一樣※同一類型的局放在不同絕緣介質中放電特征不一樣五、開關柜局放檢測技術局部放電的能量形式電（TEV、UHF、HFCT傳感器）光（某些特定位置放電能夠通過觀察窗看到）熱（紅外，由于開關柜的全封閉結構，檢測效果有限）聲（超聲傳感器）氣體（臭氧等，能夠嗅到）五、開關柜局放檢測技術目前采用的開關柜局放檢測技術直接法：視在放電量GB/T7354-2003局部放電測量DL/T417-2006電力設備局部放電現場測量導則IEC60270-2000高壓測試

間接法：TEV、超聲波、超高頻、聲電聯合檢測五、開關柜局放檢測技術暫態地電壓(波)TransientEarthVoltage（TEV）五、開關柜局放檢測技術超聲波外差技術五、開關柜局放檢測技術特高頻（UHF）0.3-3GHzUHF法的基本原理是通過UHF傳感器對電力設備局放產生的超高頻（0.3-3GHz）信號進行檢測，從而判斷設備局部放電狀況，實現絕緣狀態的判斷，而由于現場干擾主要集中于0.3GHz頻段以下，因此UHF法能有效的避開干擾信號，具有較高的靈敏度和搞干擾能力，可實現局放帶電檢測、定位、故障類型判斷等優點。綜合檢測技術無論哪種檢測方法均有一定的局限性，無法將開關柜的運行狀態客觀、全面、真實的反映出來，還會出現誤判的可能。由于放電類型能量的釋放形式不同、各種檢測方法的實用性與靈敏度也存在差異，所以在對開關柜局部放電檢測過程中，要將上述檢測手段綜合應用。五、開關柜局放檢測技術六、局放缺陷模擬及特性研究六、局放缺陷模擬及特性研究

顆粒

局放儀信號示波器TEV示波器UHF示波器超聲六、局放缺陷模擬及特性研究

絕緣

局放儀信號示波器TEV示波器UHF示波器超聲六、局放缺陷模擬及特性研究

缺陷模型針尖放電懸浮放電微粒放電氣隙放電放電電壓5kV3.5kV5kV2kV放電量50～65pC280～320pC12～25pC55～300pC穩定性較好好一般較好TEV可測性可測可測可測可測UHF可測性可測（*）可測可測可測AE可測性可測可測可測可測TEV頻譜3~30MHz5~25MHz5~20MHz5~30MHzUHF頻譜100～250MHz200~900MHz300~900MHz150~1500MHzAE頻譜10~120KHz20~160KHz20~120KHz20~120KHzTEV信號峰峰值0.4V1.2V0.1V0.1VUHF信號峰峰值0.015V2V0.5V2VAE信號峰峰值0.4V0.5V2V0.015V*注：空氣中針尖電暈的放電頻率小于300MHz，采用超高頻法測靈敏度較低；手持式局放測試儀采用TEV及超聲波兩種測試方法；檢測各種類型放電現象；顯示局部放電幅值大小、脈沖數、及放電烈度；采用彩色LCD屏幕；有自檢功能；體積小、使用方便；采用長壽命的可充電鋰電池；現場檢測，不用停電、不用提供試驗源。數據存儲功能，數據管理軟件七、局放檢測設備七、局放檢測設備進口設備帶數據存儲檢測設備手持式局放測試儀現場測試TEV現場測試超聲現場測試七、局放檢測設備地電波檢測結果異常的幾種情況說明測試值<10dB無故障10<測試值<20dB關注、縮短檢測周期測試值>20dB聲電聯合檢測，判斷信號源背景穩定情況下測試值—背景值>10dB聲電聯合檢測，判斷信號源本次測試值—上一周期測試值>10dB

趨勢分析超聲波檢測結果異常情況說明測試值＞6dB且有明顯放電聲音明顯聲音信號可以通過耳機監聽七、局放檢測設備局放定位系統（定相、定位、定性）發現局部放電的存在；判斷局放類型；對存在局部放電的具體位置定位、定相；判斷局部放電嚴重程度高標準、先進設計；七、局放檢測設備七、局放檢測設備TEV檢測定位儀特高頻超聲聯合檢測定位系統上海各供電公司狀態檢修車配備手持式儀器的檢測1、背景測試2、測試點選擇3、TEV及超聲檢測4、數據記錄5、數據快速判斷八、現場測試及關鍵技術前中前下后上后中后下側上側中側下八、現場測試及關鍵技術八、現場測試及關鍵技術正確錯誤TEV檢測方式八、現場測試及關鍵技術正確錯誤八、現場測試及關鍵技術超聲波檢測方式八、現場測試及關鍵技術八、現場測試及關鍵技術國網公司《電力設備帶電檢測技術規范》地電波檢測結果異常的幾種情況說明測試值<10dB無故障10<測試值<20dB關注、縮短檢測周期測試值>20dB聲電聯合檢測，判斷信號源背景穩定情況下測試值—背景值>10dB聲電聯合檢測，判斷信號源本次測試值—上一周期測試值>10dB

趨勢分析超聲波檢測結果異常情況說明測試值＞6dB且有明顯放電聲音明顯聲音信號可以通過耳機監聽八、現場測試及關鍵技術上海公司開關柜局放檢測判據局放定位儀器的檢測局放測試過程中的干擾及干擾的排除局放的定位及定相局放類型的判斷局放嚴重程度的判斷八、現場測試及關鍵技術八、現場測試及關鍵技術局放測試過程中的干擾及干擾的排除1、錯開時間或關閉干擾源2、選擇合適的濾波器3、分析檢測信號的工頻相關性4、定位法排除干擾信號八、現場測試及關鍵技術八、現場測試及關鍵技術北潮站燈干擾石龍站、寶南站電表屏干擾八、現場測試及關鍵技術竹園站燈干擾南客站空調干擾局放的定位及定相時差法八、現場測試及關鍵技術平分面法八、現場測試及關鍵技術定相（局限性，電纜出柜后需要分相）八、現場測試及關鍵技術如上圖所示，綠色通道信號傳感器幅值最大，具與其它兩通道檢測信號的相位相反，故判斷局放點位于綠色通道傳感器所檢測的相位。局放類型的判斷特征圖譜及工頻相關性進行判斷八、現場測試及關鍵技術局放類型的判斷八、現場測試及關鍵技術氣隙放電電暈放電局放類型的判斷八、現場測試及關鍵技術懸浮