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摘要：10kV开关柜是目前各供电公司应用最多的中压配电设备，其运行可靠性直接影响了供电可靠性。目前运行中的开关柜开展的带电检测项目主要有红外检测、暂态地电压和超声波局放检测，通过这些带电检测能够有效地发现开关柜内存在载流和绝缘缺陷。文章通过对一起开关柜受潮缺陷检测结果分析，来归纳受潮缺陷的放电特征。
关键词：暂态地电压；超声波；受潮
1、开关柜局放技术介绍
1.1暂态低电压法
当配电设备发生局部放电现象时，带电粒子会快速地由带电体向接地的非带电体快速迁移，如配电设备的柜体，并在非带电体上产生高频电流行波，且以光速向各个方向快速传播。受集肤效应的影响，电流行波往往仅集中在金属柜体的内表面，而不会直接穿透金属柜体。但是，当电流行波遇到不连续的金属断开或绝缘连接处时，电流行波会由金属柜体的内表面转移到外表面，并以电磁波形式向自由空间传播，且在金属柜体外表面产生暂态地电压（TransientEarthVoltage），而该电压可用专门设计的暂态地电压传感器进行检测[1]。
1.2超声波法
局部放电发生前，放电点周围的电场力、绝缘介质的机械应力和粒子力处于相对平衡状态。局部放电发生时，电荷的快速释放或迁移使得放电点周围的电场力出现变化，导致电场力、机械力和粒子力失去平衡，引起放电点周围的粒子出现振荡性的机械运动，从而产生声音或振动信号，而振动幅度或声音强度也会直接反映出电荷释放的多少，即局部放电量[1]。
2、开关柜受潮缺陷实例分析
2.1案例测试过程
（1）暂态地电压检测
2016年10月12日，环境温度25℃，相对湿度60%。测试时已关闭10kV开关室内照明及通风设备。开关室地电波背景测试值约为8dBmV。
根据开关柜的布置情况，将所有检测的开关柜TEV检测数据进行横向比较后，得到了数据曲线图。
从数据曲线图可以分析出，开关室内所有开关柜的TEV幅值为10dB左右，与背景测试值相近。依据《暂态地电压局部放电检测细则》横向分析法：当某一开关柜个体测试结果大于其它同类开关柜的测试结果和环境背景值时，推断该设备有存在缺陷的可能。因此，TEV检测正常。
（2）超声波局部放电检测
对10kV开关室所有开关柜进行超声波检测，发现10kV茶林Ⅱ线922间隔后柜中下部存在超声波异常信号，幅值约为47dB。检测图谱见表1。
依据《超声波局部放电检测细则》典型图谱分析：相位图呈现典型的100Hz相位相关性，通过耳机能听见内部明显的“咝咝”放电声，判断922开关柜有严重局部放电。
（3）局部放电跟踪复测
2017年3月6日，试验人员对110kV某变电站10kV开关室10kV茶林Ⅱ线922开关柜进行了跟踪复测。环境温度18.2℃，相对湿度66%。
检测发现922柜后下柜有刺耳的“咝咝”放电声，并且局放测试仪显示超声波信号幅值26dB，为异常信号，现场有臭氧味道。根据测试情况分析，认为922开关柜内部存在放电现象且有裂化趋势。随即安排对922间隔进行了停电检查。
2.2处理及分析
2017年4月7日，对110kV某变电站10kV开关室10kV茶林Ⅱ线922间隔进行了绝缘件检查、诊断性电气试验处理。检查发现922开关柜后下柜门处有凝露，922开关下触头被严重氧化、有大量铜绿，922开关传动机构严重锈蚀。详图一，图二。
（图二）922开关传动机构锈蚀
（图一）922开关下触头氧化、铜绿
检查发现，922开关柜进线电缆孔封堵不严实，导致电缆沟内的水气进入922开关柜，引起922开关下触头受潮氧化、绝缘电阻降低、传动机构锈蚀等。
检修人员对进线电缆孔进行了重新封堵，对922开关传动机构及922开关下触头进行了除锈、打磨处理，对922开关柜下柜门及后下柜内进行了擦拭，利用大功率风机进行了干燥处理。经试验人员测试，处理后的922开关交流耐压试验、绝缘电阻试验、主回路电阻试验及机械特性试验均合格。
对送电运行后的922间隔进行了带电测试，未发现异常情况。
3、开关柜受潮缺陷特征分析
上述开关柜受潮案例中开关柜内部存在严重的放电缺陷，而实测中仅超声波信号超标，暂态低电压测试值正常，这主要原因是采用空气绝缘的局部放电现象，其频谱特性很低，往往仅有几十至几百kHz，此时敞开式超声波传感器无疑是检测局部放电活动最灵敏的方式，而暂态低电压检测的频带一般为3MHz~100MHz，高于此类放电的频谱，因此对此类放电不敏感。对于因外绝缘而发生的爬电和表面放电，敞开式超声波传感器的灵敏度表现相当优秀[1]。
结束语
在开关柜局放检测中检测人员应掌握各种放电的特征，结合暂态低电压和超声波方法的各自的优缺点进行有效分析判断。对于存在异常的开关柜设备，当一种检测手段不能完全判断情况时，可根据开关柜设备的运行工况、负荷电流等缩短检测周期、增加测试次数，并结合红外热成像、超声波局放、TEV测试、特高频等多种检测手段进行综合分析。
参考文献：
[1]国网技术学院编.开关柜暂态低电压与超声波局部放电检测[M].北京：中国电力出版社，2015.
作者简介：
黄坤（1984—），男，福建福州人，工程师，学士，主要从事高压设备电气试验工作。