1、10kV開關柜局部放電帶電檢測應用與缺陷整改研究 10kV開關柜局部放電帶電檢測應用與缺陷整改研究 摘 要如今，供電可靠性要求越來越高，難以定期給10kV開關柜進行預防性試驗，對設備進行在線局部放電檢測是一種很好的預防性試驗。本文介紹常用局放檢測方式，對設備試驗不合格原因進行分析以及制定整改措施，提高配網10kV開關柜局放試驗合格率。 【關鍵詞】10kV開關柜 局部放電 外表放電 1 前言 隨著社會的開展，城區對電力的需求逐年增大，對供電可靠性要求越來越高。10kV開關柜是把電能從變電站分配到各個片區的重要設備，運維班組對10kV開關柜會定期巡視檢查，及早消缺。開關柜外部缺陷容易被發現，如故障

2、指示器故障、SF6氣壓低等，但內部的局部放電缺陷難以用肉眼發現，存在平安隱患。為了檢測開關柜的局部放電情況，使用局放測試儀對開關柜進行試驗。10kV開關柜進行局放試驗合格率越高，說明設備的內部運行狀態越健康。 2 電力設備局部放電的產生與分類 通常情況下由于氣體的擊穿場強比固體介質低得多，氣體中的電場又比固體介質中高。因此，往往在氣隙的部位產生局部放電。電力設備中的局部放電雖然僅限于局部范圍，但每一次放電對絕緣介質都會有一些影響，這樣就會造成電介質絕緣強度逐步下降。強烈的局部放電對介質的影響較大，絕緣強度很快下降，這是造成高壓絕緣損壞的重要因素。其中，發生在絕緣體內部的放電叫內部局放；發生在絕

3、緣體外部的放電叫外表局放；發生在被氣體包圍的導體附件的放電。 3 10kV開關柜局部放電帶電檢測方法和閥值判斷 3.1 暫態地電波檢測法： 由放電產生的電磁波通過金屬箱體的接縫處或氣體絕緣開關的襯墊傳播出去，同時產生一個暫態電壓，通過設備的金屬箱體外外表而傳到地下去，這些電壓脈沖又稱暫態對地電壓Transient Earth Voltage，簡稱TEV。 3.2 超聲波檢測法 放電產生的聲波的頻譜很寬，可以從幾十Hz到幾MHz，其中頻率低于20kHz的信號能夠被人耳聽到，而高于這一頻率的超聲波信號必須用超聲波傳感器才能接收到。用超聲波信號聲壓的變化代表局部放電所釋放能量的變化，通過測量超聲波信

4、號的聲壓，可以推測出放電的強弱，這就是超聲波信號檢測局部放電的根本原理。 3.3 局放定位儀PDL1檢測法 放電持續時間一般只有幾個納秒。因為電量等于電流乘以時間，一次放電1000pC，持續10納秒，就產生100mA的電流。對于持續時間那么短的放電脈沖，被測設備就不能看作是個整體，而應看作是傳輸線。它的電氣特性就由其分布電容和電感決定。當發生局部放電時，電磁波從放電點向外傳播。電流大小與這些電磁波產生的電壓有關電壓等于電流與路徑阻抗的乘積。在不考慮損耗的傳輸線上，阻抗滿足以下公式： 這里L和C是傳輸線單位長度的自感和電容。Zo的數值變化很大，通過研究，單芯10kV電纜約為10。電壓脈沖在金屬殼

5、的內外表傳播，最終從開口、接頭、蓋板等的縫隙處傳出，然后沿著金屬殼外表傳到大地。這樣，使用電容耦合式傳感器就可檢測到放電信號，而且可以通過同一放電源到不同探測器的時間差異對局部放電源進行定位。 3.4 閥值判斷 超聲波檢測法中，數值8dB且15dB為中等放電，數值15dB為嚴重放電；在暫態地電波檢測法中，結合環境值進行判斷，相對值20dB為中等放電，相對值34dB為嚴重放電。 4 10kV開關柜局放試驗分析及整改措施 4.1 局放試驗分析 運維班將TEV與超聲波檢測法結合使用，對2021年局放試驗不合格的10kV開關柜進行統計，柜內帶電部位外表放電占71.7%，班組對這現象進行分析。環境方面，

6、班組用濕度計測量設備箱體內濕度，濕度在80%以上的數量占82.9%；設備方面，底部的防護是整體防護的薄弱環節，小組封堵完好的柜進行觀察，發現開關柜分別出現水霧、積塵嚴重、異味三種異常現象，異常率達100%，同時發現惡劣環境從設備底部進入比例占61.1%。綜上所述，導致開關柜內帶電部位外表放電主要有兩方面原因，一是室內或設備箱體內空氣濕度大，二是柜內底部封堵不滿足現場環境。 4.2 制定整改措施 4.2.1 加裝新型智能除濕設備 在此之前，開關柜也有除濕裝置，主要為加熱除濕和空調冷凝兩種方式。前者優點是體積小，本錢低，但相對耗能高；后者優點是除濕效果穩定，但體積大，使用本錢高。因此，班組采用半導

7、體制冷除濕方式來除濕。該除濕裝置在一定電壓作用下產生冷熱效應，將冷凝器外表溫度降至露點，從而使空氣中的水分子凝結，經水槽聚集并引流排至密封空間外，實現降低開關柜內部空間的絕對濕度。 4.2.2 加強開關柜底部封堵和根底底部通風 防火隔板與防火堵料組合使用，對開關柜進行封堵。防火隔板也稱防火防火隔板或不燃阻火板等，是由多種不燃材料壓制而成，阻燃性能好，機械強度高，耐化學防腐蝕。在室外設備土建根底加裝百葉窗或通風管。加強設備底部土建的通風，建議安裝兩個通風管，這樣可以讓底部氣體產生對流，效果更佳，減少根底內部氣體對設備的影響。 4.3 整改效果 經過對試驗不合格的設備進行上述整改措施，濕度測試均合格，柜內的水霧、凝露異常情況得到改善。在2021年下半年的10kV開關柜局放試驗中，試驗總數為1692臺，試驗合格為1650臺，合格率為97.5%，成功突破瓶頸。 5 結束語 供電運行維護部門應重視對10kV開關柜進行局放試驗，對試驗不合格的設備及時那個處理消缺，改善10kV開關柜內部運行狀態，減少重大故障隱患，保證電網正常運行。同時提高供電可靠性，減少因設備缺陷導致的停電時間。另外，促進配網設備的選址優化，徹底勘查地理環境，防止惡劣環境對設備的不良影響，有利于設備更長久更穩定地運行。