开关柜局部放电带电检测技术的有效应用研究
孙彦宾
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孙彦宾,. 开关柜局部放电带电检测技术的有效应用研究[J]. 电力研究,2022.5. DOI:10.12721/ccn.2022.157041.
摘要:
随着我国电力工作的不断发展,电网系统在运作的过程中,高压开关的使用越来越频繁,其主要目的就是为了能够使得整个系统的运作更加的稳定,但是局部放电形象的频发也在一定程度上增加了其安全风险,影响电力系统运行的稳定性。因此,首先针对高压开关柜主要放电类型展开了深入分析,主要包括高压开关柜绝缘损伤故障、生产安装质量不够和工艺使用不当导致的故障、搭接处接触不良所导致的开关柜故障三个方面,之后简要叙述造成高压开关柜故障的因素及危害,并对开关柜局部放电检测技术的有效应用进行研究,力争在最短时间内检测并排出现问题的问题,以恢复高压开关柜的正常运转。
关键词: 开关柜局部放电故障因素危害带电检测技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157041
基金资助:

引言

在电力系统运作的过程中,选择使用开关柜能够实现多个方面的有利作用,首先它能够实现基础的通断功能,方便整个系统的实施管理和维护,同时它还兼具控制与保护功能,能够保障整个电力系统在运作的过程中更加容易受到控制,使得整个系统运作更加的稳定、安全、高效。也正是因为开关柜在系统运作过程中,起到了这种不可替代的作用,近年来伴随着电力系统的不断发展,其关于高压开关柜实用性能方面的研究也越来越多、越来越深入,其中高压开关柜局部放电的问题就是被讨论最多的问题之一,原因就在于这一问题一旦出现将会影响高压开关柜的正常使用,进而对整个电力系统产生不利影响。

1.高压开关柜主要放电类型

开关柜在实际使用的过程中,对工作条件的要求要高,这就导致了无论是杂物轻还是绝缘不佳,就会导致高压高温柜在运行过程中难以保持最佳的运行状态,支持出现相应的故障问题,产生异常放电现象。经过长时间的研究,工作人员发现高压开关柜在正常运作的过程中,常遇到的故障类型主要包括以下几种。

1.1生产安装质量不够和工艺使用不当

在电力系统运行的过程中,高压高压柜是否能够维持较高的工作质量,在很大程度上与工作人员的安装质量,及其工艺操作过程是否规范息息相关。如果相关的技术操作水平不达标,则很有可能导致开关柜的耐压水平达不到应有的标准,直接导致出现耐压性不够的问题。

1.2搭接处接触不良

在高压开关柜正常工作的过程中,若搭接处出现接触不良的现象,则会直接导致搭接处的电阻成直线上升,由此导致的异常发热问题,则很有可能会致使开关柜的相关装置出现损坏问题,严重的情况下,甚至会会引起设备烧毁或短路故障。

1.3高压开关柜绝缘损伤

在高压开关柜设计生产工作开展过程中,考虑到经济以及实际安装技术方面的因素,关于柜体的尺寸就成为了设计人员所需要重点考虑的一个因素。受此影响,对手车柜而言,如何采取必要的措施,尽可能的缩小固体的尺寸,就成为了设计人员以及生产人员即为追求的一个方面,在此过程中人们通常会想到通过减小柜内断路器的方式,以尽可能缩小柜体的体积。但是受此影响,柜内的隔离插头和对地距离就会在很大程度上被压缩在一个很小的数值之内,在这种情况下,如果没有采取必要的措施增强相应设备的绝缘强度,那就会直接出现由于爬距和空气间缝不够所导致的绝缘损坏故障。

2.导致高压开关柜故障的因素与局部放电的危害

2.1导致高压开关柜故障的因素

高压电源是电气系统的重要组成部分,现代电力系统是由多个构件组成的复杂有机体,能够保证供电。每个大纲中的问题都会影响电气系统的正常运行。高压开关柜在供电过程中起着关键作用,因此对高压开关柜的运行维护有更大的需求。高性能开关柜的绝缘和运行可靠性取决于高压开关以前的故障,因为开关柜将在复杂而困难的自然环境中长期运行。极端自然环境和长期高利用率降低了高压开关柜中绝缘的绝缘,开关柜中绝缘的电气常数大大高于空气动力常数,从而影响了绝缘的绝缘,无法满足先前指定的设计规范。如果面板电压降很高,则隔热层无法正常工作,如果发生严重泄漏,隔热层可能会穿过面板,从而影响正常电源供应。对于在高压面板上发生的错误,最常见的错误类型是分类错误、分类错误、拒绝、拒绝等。,并且布线、电阻增大或绝缘方面的较小问题可能导致高压开关柜出现故障。

2.2局部放电的危害

对于整个电力系统而言,若高压开关柜在正常运行和使用过程中出现了局部放电的问题,且得不到及时有效的解决的话,那么对被柜体本身将会产生极大的危险性影响,经过大量的研究数据总结表明,局部放电所导致的危害主要表现在以下两个方面。一方面,首先受到于电力系统部分设备绝缘性不够这一因素的影响,其次考虑到高压开关柜在正常运行过程中,对电压有着较高的要求,通常电压会达到一个较高的标准,这也直接影响了其部分介质击穿强度较大,受以上两个因素的综合影响,高压开关柜在使用过程中,极易对系统不同类型的绝缘外皮,造成不同程度影响,而局部放电问题更是大大提升了相应设备出现损坏的几率。另一方面,若高压开关会在正常使用过程中出现了较为频发的局部化的问题,也会在一定程度上增加电力系统运行的电能损耗与浪费,这种浪费现象的出现,不仅会在很大程度上,增加整个电力系统运行维护的成本,而且不利于我国电力事业的长远健康发展。

3.开关柜局部放电检测技术方法

3.1临时电压检测法

临时电压检测是在局部放电过程中出现在设备金属表面的一种临时电压脉冲信号(以纳秒为单位)。局部放电的严重程度由测量尺寸确定,并通过电磁波的衰减来确定和定位。电容探测器捕获金属设备表面瞬态电压脉冲的幅度。通过比较两个电容探测器的数据,可以确定局部放电发生的时间差异。JohnReeves在1970年代发现了这种电压脉冲,并暂时称之为暂态对地电压(TEV))。国内电压检测技术研究比西安交通大学先进,研究了不同电气模型下开关柜的局部放电特性。但是,由于开关柜的设计和距离等不断限制了检测位置,因此很难准确定位直流母线电压检测方法。

3.2超声波检测法

对于高样式电气设备的局部放电,通常会产生超声波图像,其中声波很快从附近介质传输。随着超声波能量的增加,超声波信号可以通过各种介质以球形波形进一步传播。超声波传感器可用于检查耗材的电气效率,以便有效检测开关柜局部放电情况。该测量用于确定信号与超声波传感器不同的超时时间,其中开环和传感器是确定的。超声波检测方法无干扰,具有非常广泛的频带,可有效检测磷和振动的脆弱性。但超声波检测技术本身波长和方向不足。第二,当超出各种耗材的材质边界时,可能会出现反射和光能传递问题,并且存在重叠和复盖问题的危险。因此,超声波检测技术特别重视超声波冲洗的灵敏度,主要由超声波信号检测路径和介质决定。

3.3特高频检测法

在整个电力系统中,高压开关柜设备实际上属于一种金属封闭开关设备类型,因此其在运作过程中所产生的特高频信号,就会由柜体的缝隙中传到外界,如果研究人员能够根据这一特性,采用特高频信号检测法,就可以实现非接触外置式的信号接收和分析作业,其工作原理也与超声波检测方法相似,且在实际使用的过程中,若能够将信号采集点选择在合适的位置上,就可以保证信息采集和分析工作的有效性和准确性,且伴随着技术不断成熟,其灵敏度和抗干扰能力也在随之增强,在未来运营的过程中,其信号分析结果的可靠性也会进一步提升。

结语

综上所述,开关柜在正常运行过程中,一旦出现局部放电现象,就会造成严重的危害。只有有效运用开关柜局部放电检测技术,及时发现造成开关柜局部放电的原因并排除,才能防患于未然,确保电网的运行稳定性。

参考文献

[1] 何晔. 试析开关柜局部放电带电检测技术的应用实践[J]. 电力设备管理, 2021(11):3.

[2] 李宁, 张东博. 开关柜局部放电带电检测技术的运用分析[J]. 市场周刊·理论版, 2020.

[3] 靳亚鹏, 温佳欢, 杨一帆. 开关柜局部放电带电检测技术的运用分析[J]. 市场周刊·理论版, 2020.

作者简介:孙彦宾(1988.04)男,汉族,山东省枣庄市,本科学历,工程师,从事35kV-220kV变电设备检修试验工作。

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