基于TEV超声波法的10kV开关柜局部放电检测方法

2017年11月

基于TEV超声波法的10kV幵关拒 局部放电检测方法

刘

廷

（国网江苏省电力公司检修分公司连云港运维站，江苏连云港222000)

【摘要】10kV高压开关柜作为国网公司核心电力传输装备，如何确认其安全、可靠工作是维系电力网络稳定的关键。长时间以来，由于电、化 学、温度、环境等诸多不利外因的影响，10kV高压开关柜工程应用中不可避免存在一定的绝缘特性恶化，其中以局部放电最为突出。为此,本文提

出一种基于基于TEV超声波法的10kV开关柜局部放电检测方法，文中首先对10kV高压开关柜局部放电机理展开分析，并阐明了 TEV超声 波检测法工作原理及优缺点，进而指出TEV技术在局部放电检测中的实现步骤，该方法为10kV电网高压开关柜检修提供了可靠的技术保证。 【关键词】10kV开关柜;局部放电;TEV超声波法;检测与定位【中图分类号】TM591

【文献标识码】A

【文章编号】1006-4222(2017)21-0282-01

1引言

在现阶段10kV高压开关柜绝缘体系内，系统各环节电厂

强度无法保持一致，此时若局部电场大于该部分的击穿能力 值，必将出现局部放电问题。局部放电问题往往无法造成绝缘 的毁灭性损坏，但若局部放电问题长时间存在，将会造成绝缘 介质电气强度不断下降。基于上述原因，我们可以认为局部放 电对局部放电对10kV高压开关柜的损坏是一个缓慢且递进 的过程。

将围绕TEV超声波检测法工作原理展开分析。取密闭腔体内 某一点的电平为该点的功率(或电压)基准值，即：

101g (P )=201g

蔀2 10kV开关柜局部放电的产生原因

在10kV高压开关柜在长时间工作过程中，处于高压开关 柜范围的金属件、绝缘件等考虑到制造过程隐藏的局部缺陷， 将会造成一定程度的局部放电现象。长期工程应用证明，局部 放电问题是造成10kV高压开关柜绝缘下降的关键原因。局部 放电现象的产生原因是绝缘介质中的电场强度分布与绝缘的 电气物理性能差异。基于此，局部放电现象的主要发生条件为院

(1) (2) (3)

(1)

分析式（1)可知，若满足基准功率P=P。这一条件，对应该 点的电平值将归一为零。因此，当相同的功率（电压)值时，采 用差异化基准值Pq(Uq)得到的电平数取值并非一致。当采取 1W为基准时，功率为1W时，得到的电平为0dBW;当采取

100得到的电平为20dBW;当采取100dBW为基 若绝缘体表面、内部存在一定气隙将造成气隙内产生 W为基准时，

准时，得到的电平为：对应强度的放电问题。

考虑到绝缘体内存在一定的导电物质，在该物质的边

101g (iQQWW)=101g (i^lQfr)=-10dBW

(2)

缘中电场相对集中，也将造成对应的局部放电问题。

基于式（2)中得到的电平信号差异可对TEV局部 在开关柜高电压端口中，考虑到电场相对密集，将在 至此，

放电现象进行检测。该方法应用方便，且具备较强的抗外部扰 介质与空气的接触面上存在表面局部放电问题。

3电气设备局部放电过程分析

根据经典麦克斯韦电磁场理论，若局部放电问题发生产

动能力，适用于涵盖10耀35kV等多个电压等级的高压开关柜 绝缘装置检定中。

生交变电场，相应的交变电场将产生交变磁场，与之相反交变 的磁场可以感应出交变电场。综上可知，高压开关柜内电场、 磁场将以交变的形式相互耦合地向外环境传播电磁能量。

现有10kV高压开关柜应用中，为缩减装置的物理尺寸及 占地面积，通常采用较多的例如环氧浇注工艺CT、PT等绝缘 材料。一旦上述CT、PT等绝缘材料发生局部放电问题，实际 放电点首先聚焦在与该放电点距离最近的接地金属上，并以 高频电流脉冲特性向多维度传递。同时，对于存在的CT、PT 等绝缘材料内部放电问题，放电点将存在于接地屏蔽的最表 面端，为此无法应用对应的分析方法从外端进行检测。

统计10kV高压开关柜电气装置局部放电多以以下几种 方式，即院设备表面、设备内部、设备尖端以及电晕放电等。一 般情况下，工程中采取电容耦合探测装置捕捉上述短时暂态 TEV对地过电压信号，见图1。

5结论本文提出一种基于基于TEV超声波法的10kV开关柜局 部放电检测方法，文中首先对10kV高压开关柜局部放电机理 展开分析，并阐明了 TEV超声波检测法工作原理及优缺点， 进而指出TEV技术在局部放电检测中的实现步骤，该方法为 10kV电网高压开关柜检修提供了可靠的技术保证。

参考文献[1] 严璋，朱德恒.高电压绝缘技术[M].北京：中国电力出版社，2002.[2] 任重.地电波法在开关柜局部放电检测中的现场应用[J].电气技术， 2014(7)：43~47.[3] 吴吉，吕鸿，王流火，等.开关柜局部放电暂态地电波(TEV)传播特 性的实验研究[J].高压电器，2014(11): 115~121.

4 TEV超声波检测法工作原理

前文介绍了 10kV高压开关柜局部放电的发生过程，下文

收稿日期:2017-9-6作者简介：刘廷（1984-)，男，江苏连云港人，从事电气试验等相关工作。