10kV開(kāi)關(guān)柜局部放電帶電檢測(cè)應(yīng)用與缺陷整改研究

1、10kV開(kāi)關(guān)柜局部放電帶電檢測(cè)應(yīng)用與缺陷整改研究 10kV開(kāi)關(guān)柜局部放電帶電檢測(cè)應(yīng)用與缺陷整改研究 摘 要如今，供電可靠性要求越來(lái)越高，難以定期給10kV開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行在線(xiàn)局部放電檢測(cè)是一種很好的預(yù)防性試驗(yàn)。本文介紹常用局放檢測(cè)方式，對(duì)設(shè)備試驗(yàn)不合格原因進(jìn)行分析以及制定整改措施，提高配網(wǎng)10kV開(kāi)關(guān)柜局放試驗(yàn)合格率。 【關(guān)鍵詞】10kV開(kāi)關(guān)柜 局部放電 外表放電 1 前言 隨著社會(huì)的開(kāi)展，城區(qū)對(duì)電力的需求逐年增大，對(duì)供電可靠性要求越來(lái)越高。10kV開(kāi)關(guān)柜是把電能從變電站分配到各個(gè)片區(qū)的重要設(shè)備，運(yùn)維班組對(duì)10kV開(kāi)關(guān)柜會(huì)定期巡視檢查，及早消缺。開(kāi)關(guān)柜外部缺陷容易被發(fā)現(xiàn)，如故障

2、指示器故障、SF6氣壓低等，但內(nèi)部的局部放電缺陷難以用肉眼發(fā)現(xiàn)，存在平安隱患。為了檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜的局部放電情況，使用局放測(cè)試儀對(duì)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行試驗(yàn)。10kV開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行局放試驗(yàn)合格率越高，說(shuō)明設(shè)備的內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)越健康。 2 電力設(shè)備局部放電的產(chǎn)生與分類(lèi) 通常情況下由于氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)比固體介質(zhì)低得多，氣體中的電場(chǎng)又比固體介質(zhì)中高。因此，往往在氣隙的部位產(chǎn)生局部放電。電力設(shè)備中的局部放電雖然僅限于局部范圍，但每一次放電對(duì)絕緣介質(zhì)都會(huì)有一些影響，這樣就會(huì)造成電介質(zhì)絕緣強(qiáng)度逐步下降。強(qiáng)烈的局部放電對(duì)介質(zhì)的影響較大，絕緣強(qiáng)度很快下降，這是造成高壓絕緣損壞的重要因素。其中，發(fā)生在絕緣體內(nèi)部的放電叫內(nèi)部局放；發(fā)生在絕

3、緣體外部的放電叫外表局放；發(fā)生在被氣體包圍的導(dǎo)體附件的放電。 3 10kV開(kāi)關(guān)柜局部放電帶電檢測(cè)方法和閥值判斷 3.1 暫態(tài)地電波檢測(cè)法： 由放電產(chǎn)生的電磁波通過(guò)金屬箱體的接縫處或氣體絕緣開(kāi)關(guān)的襯墊傳播出去，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)暫態(tài)電壓，通過(guò)設(shè)備的金屬箱體外外表而傳到地下去，這些電壓脈沖又稱(chēng)暫態(tài)對(duì)地電壓Transient Earth Voltage，簡(jiǎn)稱(chēng)TEV。 3.2 超聲波檢測(cè)法 放電產(chǎn)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(hào)能夠被人耳聽(tīng)到，而高于這一頻率的超聲波信號(hào)必須用超聲波傳感器才能接收到。用超聲波信號(hào)聲壓的變化代表局部放電所釋放能量的變化，通過(guò)測(cè)量超聲波信

4、號(hào)的聲壓，可以推測(cè)出放電的強(qiáng)弱，這就是超聲波信號(hào)檢測(cè)局部放電的根本原理。 3.3 局放定位儀PDL1檢測(cè)法 放電持續(xù)時(shí)間一般只有幾個(gè)納秒。因?yàn)殡娏康扔陔娏鞒艘詴r(shí)間，一次放電1000pC，持續(xù)10納秒，就產(chǎn)生100mA的電流。對(duì)于持續(xù)時(shí)間那么短的放電脈沖，被測(cè)設(shè)備就不能看作是個(gè)整體，而應(yīng)看作是傳輸線(xiàn)。它的電氣特性就由其分布電容和電感決定。當(dāng)發(fā)生局部放電時(shí)，電磁波從放電點(diǎn)向外傳播。電流大小與這些電磁波產(chǎn)生的電壓有關(guān)電壓等于電流與路徑阻抗的乘積。在不考慮損耗的傳輸線(xiàn)上，阻抗?jié)M足以下公式： 這里L(fēng)和C是傳輸線(xiàn)單位長(zhǎng)度的自感和電容。Zo的數(shù)值變化很大，通過(guò)研究，單芯10kV電纜約為10。電壓脈沖在金屬殼

5、的內(nèi)外表傳播，最終從開(kāi)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(cè)到放電信號(hào)，而且可以通過(guò)同一放電源到不同探測(cè)器的時(shí)間差異對(duì)局部放電源進(jìn)行定位。 3.4 閥值判斷 超聲波檢測(cè)法中，數(shù)值8dB且15dB為中等放電，數(shù)值15dB為嚴(yán)重放電；在暫態(tài)地電波檢測(cè)法中，結(jié)合環(huán)境值進(jìn)行判斷，相對(duì)值20dB為中等放電，相對(duì)值34dB為嚴(yán)重放電。 4 10kV開(kāi)關(guān)柜局放試驗(yàn)分析及整改措施 4.1 局放試驗(yàn)分析 運(yùn)維班將TEV與超聲波檢測(cè)法結(jié)合使用，對(duì)2021年局放試驗(yàn)不合格的10kV開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，柜內(nèi)帶電部位外表放電占71.7%，班組對(duì)這現(xiàn)象進(jìn)行分析。環(huán)境方面，

6、班組用濕度計(jì)測(cè)量設(shè)備箱體內(nèi)濕度，濕度在80%以上的數(shù)量占82.9%；設(shè)備方面，底部的防護(hù)是整體防護(hù)的薄弱環(huán)節(jié)，小組封堵完好的柜進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜分別出現(xiàn)水霧、積塵嚴(yán)重、異味三種異?，F(xiàn)象，異常率達(dá)100%，同時(shí)發(fā)現(xiàn)惡劣環(huán)境從設(shè)備底部進(jìn)入比例占61.1%。綜上所述，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)柜內(nèi)帶電部位外表放電主要有兩方面原因，一是室內(nèi)或設(shè)備箱體內(nèi)空氣濕度大，二是柜內(nèi)底部封堵不滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。 4.2 制定整改措施 4.2.1 加裝新型智能除濕設(shè)備 在此之前，開(kāi)關(guān)柜也有除濕裝置，主要為加熱除濕和空調(diào)冷凝兩種方式。前者優(yōu)點(diǎn)是體積小，本錢(qián)低，但相對(duì)耗能高；后者優(yōu)點(diǎn)是除濕效果穩(wěn)定，但體積大，使用本錢(qián)高。因此，班組采用半導(dǎo)

7、體制冷除濕方式來(lái)除濕。該除濕裝置在一定電壓作用下產(chǎn)生冷熱效應(yīng)，將冷凝器外表溫度降至露點(diǎn)，從而使空氣中的水分子凝結(jié)，經(jīng)水槽聚集并引流排至密封空間外，實(shí)現(xiàn)降低開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部空間的絕對(duì)濕度。 4.2.2 加強(qiáng)開(kāi)關(guān)柜底部封堵和根底底部通風(fēng) 防火隔板與防火堵料組合使用，對(duì)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行封堵。防火隔板也稱(chēng)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(jī)械強(qiáng)度高，耐化學(xué)防腐蝕。在室外設(shè)備土建根底加裝百葉窗或通風(fēng)管。加強(qiáng)設(shè)備底部土建的通風(fēng)，建議安裝兩個(gè)通風(fēng)管，這樣可以讓底部氣體產(chǎn)生對(duì)流，效果更佳，減少根底內(nèi)部氣體對(duì)設(shè)備的影響。 4.3 整改效果 經(jīng)過(guò)對(duì)試驗(yàn)不合格的設(shè)備進(jìn)行上述整改措施，濕度測(cè)試均合格，柜內(nèi)的水霧、凝露異常情況得到改善。在2021年下半年的10kV開(kāi)關(guān)柜局放試驗(yàn)中，試驗(yàn)總數(shù)為1692臺(tái)，試驗(yàn)合格為1650臺(tái)，合格率為97.5%，成功突破瓶頸。 5 結(jié)束語(yǔ) 供電運(yùn)行維護(hù)部門(mén)應(yīng)重視對(duì)10kV開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行局放試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)不合格的設(shè)備及時(shí)那個(gè)處理消缺，改善10kV開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)，減少重大故障隱患，保證電網(wǎng)正常運(yùn)行。同時(shí)提高供電可靠性，減少因設(shè)備缺陷導(dǎo)致的停電時(shí)間。另外，促進(jìn)配網(wǎng)設(shè)備的選址優(yōu)化，徹底勘查地理環(huán)境，防止惡劣環(huán)境對(duì)設(shè)備的不良影響，有利于設(shè)備更長(zhǎng)久更穩(wěn)定地運(yùn)行。