高電壓固體柜局部放電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用
1.1高壓開關(guān)設(shè)備的局部放電概況。
電網(wǎng)中，高壓固體柜的作用主要是用于控制保護(hù)系統(tǒng)的輸配電。為保證高壓開關(guān)柜安全、有序運(yùn)行，常用交流金屬密封開關(guān)。即使這樣，高壓固體柜在實(shí)際應(yīng)用中仍然會(huì)產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象。引起這種現(xiàn)象的主要原因是與絕緣結(jié)構(gòu)有關(guān)的部分發(fā)生了故障問題。因此，存在故障問題的絕緣部分就會(huì)失效，如果不能及時(shí)解決，持續(xù)不斷的放電將會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部主絕緣被電流擊穿，進(jìn)一步使電力系統(tǒng)難以安全有序地運(yùn)行。高電壓固體柜的局部放電現(xiàn)象一般可分為內(nèi)放電和表面放電兩種，前者主要涉及光、熱、電磁波、化學(xué)氣體等現(xiàn)象，后者則主要涉及光、聲、熱等現(xiàn)象。
2.局部放電的危害。
如果高壓固體柜產(chǎn)生局部放電，勢(shì)必對(duì)電力系統(tǒng)造成極大的危害：一方面，高壓開關(guān)柜的局部放電會(huì)使電力設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)受到損害；高電壓固體柜在使用過程中，對(duì)電力設(shè)備中的絕緣結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響。尤其在強(qiáng)電流穿透作用下，絕緣結(jié)構(gòu)外皮的老化將進(jìn)一步加劇，也就是說，高壓開關(guān)柜的局部放電現(xiàn)象越嚴(yán)重，電力設(shè)備的絕緣結(jié)構(gòu)將日趨老化。高壓開關(guān)柜的局部放電也會(huì)引起電能損耗。結(jié)果表明，在相同的高壓開關(guān)柜運(yùn)行條件下，引起局部放電現(xiàn)象的電能消耗比正常情況下高12%左右。因此，要求相關(guān)技術(shù)人員必須及時(shí)對(duì)這種現(xiàn)象進(jìn)行處理，以免進(jìn)一步造成不良的電能損耗。二是高壓開關(guān)設(shè)備局部放電檢測(cè)技術(shù)。
2.1瞬態(tài)地電壓(TEV)檢測(cè)方法
對(duì)高壓開關(guān)柜的局部放電來說，放電量通常會(huì)集中在接地屏蔽表面上，但屏蔽連續(xù)發(fā)生時(shí)，在設(shè)備外部不易檢測(cè)到相關(guān)信號(hào)，絕緣部分、電纜絕緣端子等處的屏蔽層一般不連續(xù)，在此期間產(chǎn)生的高頻信號(hào)會(huì)傳送到設(shè)備屏蔽外殼。當(dāng)固體柜內(nèi)部元件與地絕緣引發(fā)局部放電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生TEV信號(hào)，放電能量會(huì)以電磁波的形式傳送到固體柜的金屬鎧裝上，由于固體柜屬于接地狀態(tài)，在固體柜外表面的電磁波能感應(yīng)出高頻電流，進(jìn)一步可依靠電容耦合檢測(cè)出幅值、脈沖，感測(cè)器的頻帶在3~100MHz之間[2]。
2.2超聲(AE)檢查方法
高電壓固體柜局部放電是一種持續(xù)釋放或傳遞電荷的過程，它使放電區(qū)域的電場(chǎng)應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力和粒子力等產(chǎn)生不平衡現(xiàn)象，從而引起振蕩變化，機(jī)械應(yīng)力和粒子力的振蕩使放電部位局部介質(zhì)振動(dòng)，進(jìn)一步形成聲波信號(hào)。即采用AE檢測(cè)方法，通過儀器獲取局部形成的超聲波信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)高壓開關(guān)柜局部放電的檢測(cè)。該檢測(cè)技術(shù)的主要特點(diǎn)是，傳感器與電力設(shè)備的電路板之間不存在相關(guān)性，因而不受電路板的干擾，需要注意的是，在實(shí)際應(yīng)用AE檢測(cè)法時(shí)，易受周圍設(shè)備的機(jī)械振動(dòng)、外部噪聲等因素的影響[3]。
2.3特高頻(UHF)檢測(cè)方法
超高頻探測(cè)法的基本原理是利用高壓固體柜局部放電產(chǎn)生的超高頻電磁信號(hào)(300MHz~3GHz)進(jìn)行探測(cè)，得到局部信號(hào)的幅值、相位等一系列信息。由于高壓開關(guān)柜屬于金屬封閉開關(guān)設(shè)備，使得特高頻信號(hào)只能通過柜縫或觀察孔傳出，就像AE檢測(cè)一樣，借助非接觸式外部傳感器放置在柜體孔隙部位，實(shí)現(xiàn)了對(duì)局部放電特高頻信號(hào)的檢測(cè)。超高頻濾波方法具有較好的靈敏度和抗干擾能力，根據(jù)波形特征可以對(duì)缺陷類型進(jìn)行分類，并能根據(jù)電磁波時(shí)間差異進(jìn)行精確定位，有效地區(qū)分高壓固體柜的局部放電和設(shè)備周圍放電類型。
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