0、引言
    對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行局部放電試驗(yàn)是電氣設(shè)備制造、安裝和運(yùn)行過(guò)程中的一項(xiàng)重要預(yù)防性試驗(yàn)‘婦。局部放電如果長(zhǎng)期存在，會(huì)加速設(shè)備老化，在一定條件下甚至?xí)�造成絕緣破壞，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行。
    高壓配電柜是電力系統(tǒng)配電環(huán)節(jié)中重要的電氣設(shè)備，10kV配電網(wǎng)高壓開(kāi)關(guān)柜具有數(shù)量多、應(yīng)用廣等特點(diǎn)，其絕緣水平不僅影響供電半徑內(nèi)的供電質(zhì)量，還對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行起著舉足輕重的作用。
1、局部放電的檢測(cè)方法和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
1.1超聲波檢測(cè)方法
    本文通過(guò)Ultra-Probe plus系列超聲波探測(cè)儀接收超聲波，并對(duì)其音質(zhì)和強(qiáng)度進(jìn)行分析，以快速檢測(cè)設(shè)備絕緣缺陷處局部放電。相對(duì)于傳統(tǒng)的電脈沖等檢測(cè)方法，超聲波檢測(cè)方法（以下簡(jiǎn)稱(chēng)超聲波法）‘21具有受電氣干擾小，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離無(wú)線測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)。
1.2瞬時(shí)對(duì)地電壓(r IEV)檢測(cè)方法
    瞬時(shí)對(duì)地電壓( TEV)檢測(cè)方法（以下簡(jiǎn)稱(chēng)TEV法）是通過(guò)在線測(cè)量開(kāi)關(guān)柜內(nèi)因局部放電致使其金屬殼體上產(chǎn)生的瞬時(shí)對(duì)地電壓( TEV)來(lái)判斷設(shè)備內(nèi)部是否存在絕緣故障。TEV法可以在設(shè)備運(yùn)行時(shí)進(jìn)行，從而提高了設(shè)備可用率和用戶(hù)供電可靠性，并能及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷。通常，通過(guò)特利的電容耦合探測(cè)器捕捉TEV信號(hào)，從而得到局部放電的幅值( dB)和放電脈沖頻率。TEV信號(hào)(mV)與信號(hào)輸出(dB)關(guān)系如下：
    dB=2010g (mV)    (1)
    本文采用EA Technology提供的Ultra TEV檢測(cè)儀來(lái)檢測(cè)設(shè)備電磁波及超聲波信號(hào)。
1.3 PD檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    圖1為包含實(shí)驗(yàn)變壓器、調(diào)壓變壓器及開(kāi)關(guān)柜在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用TEV法和超聲波法對(duì)lOkV開(kāi)關(guān)柜內(nèi)局部放電進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量局部放電的最大幅值和放電頻數(shù)，驗(yàn)證TEV局部放電檢測(cè)儀的有效性及其與超聲波法檢測(cè)信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲取開(kāi)關(guān)柜內(nèi)絕緣件的絕緣狀態(tài)信息。

2、實(shí)驗(yàn)方法及步驟
2.1實(shí)驗(yàn)方法
    在開(kāi)關(guān)柜前面板上設(shè)置4個(gè)TEV檢測(cè)點(diǎn)，如圖2所示。檢測(cè)點(diǎn)布局分別為前面正中(a)，離放電源50cm;前面正中偏左(b)，離放電源50cm;前面正中偏右(c)，離放電源50cm;前面右下(d)，離放電源100cm。

2.2實(shí)驗(yàn)步驟
    (1)為開(kāi)關(guān)柜某相母線施加9kV電壓，直至放電穩(wěn)定。
    (2)利用示波器單次觸發(fā)功能，記錄同一時(shí)刻TEV法和超聲波法通道的波形并進(jìn)行比較。
    (3)TEV探頭和超聲波天線分別置于4個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，記錄每個(gè)位置的TEV波形和超聲信號(hào)波形（若干組）。
    (4)調(diào)節(jié)示波器時(shí)間旋鈕，使采樣時(shí)間為一個(gè)工頻周期(20ms)，采用TEV法和超聲波法記錄缺陷模型在一個(gè)工頻周期內(nèi)的放電次數(shù)。
    ( 5)TEV探頭在某同定位置時(shí)，改變施加的電壓，測(cè)得各電壓下的模型最大放電最，通過(guò)TEV法和超Jl波法通道分別讀出對(duì)應(yīng)的最大檢測(cè)值。
    (6)在濕度分別為75%、80%、90%情況下重復(fù)步驟。然后，換取開(kāi)關(guān)柜另外兩相，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。
    (7)分別給開(kāi)關(guān)柜A、B、C三相設(shè)置初始擊穿時(shí)間后，給開(kāi)關(guān)柜加壓，記錄最終擊穿開(kāi)關(guān)柜的電壓幅值及時(shí)間。
3、實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析
3.1測(cè)試數(shù)據(jù)分析
    理想狀況下，開(kāi)關(guān)柜A、B、C i相放電的起始電壓應(yīng)為5. 77kV，但是，由于開(kāi)關(guān)柜已在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行一段時(shí)問(wèn)，導(dǎo)致各相絕緣性能不同，因此實(shí)際檢測(cè)巾的A、B、（相分別加壓到8.7、7.1、7.9kV時(shí)才可檢測(cè)到放電現(xiàn)象。為了保證實(shí)驗(yàn)前提條件的一致性、實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性及便于數(shù)據(jù)的分析處理，將實(shí)驗(yàn)初始加壓幅值控制柱9kV.然后檢測(cè)各和在RH=自然濕潤(rùn)值、75%、80%、90%條件下的局部放電情況。通過(guò)超聲探測(cè)儀自帶的測(cè)試軟件獲得的硒部放電超聲信號(hào)頻域波形。 
     隨著濕度的增加，超聲信號(hào)的頻譜變化顯著。在門(mén)然濕潤(rùn)條件下，開(kāi)關(guān)柜不存在放電，但實(shí)驗(yàn)環(huán)境中存在噪聲干擾，此時(shí)頻譜幅值普遍低于- 90dB;在濕度為75%條件下，超聲信號(hào)主要頻帶分布在200～300Hz、100～600Hz．頻譜總體幅值為- 70—- 80db;在濕度為80%條件下，超聲信號(hào)頻帶除分布在200～00Hz、450～600Hz外，在650～700Hz、800Hz附近也可見(jiàn)放電信號(hào)的分布，頻段峰值為- 50—- 70dB，頻譜總體幅值為- 100～-75dB；在濕度為90%條件下，超聲信號(hào)頻譜總體幅值為- 75～- 50db另外，倒3(c)的頻譜幅值相對(duì)變化程度較圖3(b)顯著，且高頻成分增多。由此可知，隨著濕度的增加，放電加�。�放電信號(hào)的能量也增加，產(chǎn)生的超一f信號(hào)高頻成分增多。開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)值見(jiàn)表1。

由表1可知，同一濕度條件F，A、B、C三相的放電強(qiáng)烈程度依次為B>C>A，這表明A相絕緣性能優(yōu)于c棚，C相絕緣性能優(yōu)于B相；同理，對(duì)同一相施加相同電壓，不同濕度時(shí)局部放電的程度不一樣，隨濕度的j：升，放電程度逐漸增強(qiáng)。南檢測(cè)點(diǎn)“a、b、c、d的TEV幅值變化趨勢(shì)可見(jiàn)．a(chǎn)點(diǎn)的變化趨勢(shì)較穩(wěn)定，因此可考慮將檢測(cè)點(diǎn)“置為最佳檢測(cè)點(diǎn)。
3. 2加裝風(fēng)扇后測(cè)試數(shù)據(jù)分析
    在開(kāi)關(guān)柜頂部加裝風(fēng)扇改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境后，通過(guò)Ul—tra-Probe超聲法檢測(cè)的局部放電信號(hào)頻域波形。
    對(duì)比圖4與圖3(b)、(c)可得，加裝風(fēng)扇后的放電幅值和放電強(qiáng)度都有明顯下降。由此可知，在濕度沒(méi)有變化的情況下，通風(fēng)對(duì)保持開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的干燥有著顯著效果。
    加裝風(fēng)扇后測(cè)得的開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)值見(jiàn)表2。

    對(duì)比表1和表2中的TEV值可知，加裝風(fēng)扇后，實(shí)驗(yàn)環(huán)境得到了改善，放電程度明顯較未加裝風(fēng)扇前弱。
    綜上所述，在開(kāi)關(guān)柜頂部加裝風(fēng)扇后，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)原有的放電現(xiàn)象隨之減弱，從而保證了開(kāi)關(guān)柜的安全運(yùn)行，在實(shí)際運(yùn)行中可以采用此濕度控制措施。
    另外，TEV法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證了TEV法經(jīng)驗(yàn)判據(jù)的正確性，表明TEV法能夠檢測(cè)到開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的局部放電。檢測(cè)點(diǎn)與放電源越近，檢測(cè)到的TEV信號(hào)幅值越大，反之越�。环烹娫綇�(qiáng)，檢測(cè)到的TEV幅值越大。各檢測(cè)點(diǎn)的TEV值和放電程度隨著放電量的增大而增大，能夠反應(yīng)放電強(qiáng)度；每周期放電數(shù)隨著放電量的增加而逐漸增大；放電程度能更好地表征放電的強(qiáng)度。
3.3擊穿實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析
A、B、C三相預(yù)設(shè)擊穿時(shí)間均為60s，擊穿結(jié)果見(jiàn)表3。
 
    由表3可知，B相擊穿電壓小于C相，C相擊穿電壓小于A相，即A相絕緣性能優(yōu)于C相，C相絕緣性能優(yōu)于B相。這與局部放電信號(hào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。
    檢查擊穿電壓下斷路器動(dòng)觸頭放電情況后知，B相表面有清晰可見(jiàn)的污穢、積塵，由于放電程度劇烈t動(dòng)觸頭內(nèi)部的絕緣材料老化嚴(yán)重，其絕緣層表面的顏色明顯比A、C相深。比較進(jìn)出線放電情況知，進(jìn)線因?yàn)榉烹姶螖?shù)多，放電程度劇烈，觸頭內(nèi)部的顏色明顯深于出線。
4、開(kāi)關(guān)柜防護(hù)措施
    (1)將開(kāi)關(guān)柜內(nèi)少油開(kāi)關(guān)改裝成真空開(kāi)關(guān)柜，非加強(qiáng)型絕緣件應(yīng)升級(jí)為加強(qiáng)型，結(jié)合高壓配電室的環(huán)境情況，綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備性能，選擇環(huán)境耐受性強(qiáng)的柜內(nèi)設(shè)備。
    (2)手推車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的絕緣檔板應(yīng)使用不吸潮、憎水性和絕緣性能好的材料，以防止絕緣受潮。
    (3)考慮柜內(nèi)與室內(nèi)的溫差，為防止柜內(nèi)產(chǎn)生凝露造成外絕緣沿面閃絡(luò)和電擊穿，必要時(shí)應(yīng)設(shè)紅外線加熱器驅(qū)除空氣中的水汽。
    (4)在10kV開(kāi)關(guān)站墻壁上裝設(shè)排風(fēng)扇和空調(diào)，定期啟動(dòng)，降低室內(nèi)空氣濕度。此外，按安全運(yùn)行需要進(jìn)行環(huán)境改造，如加熱、防塵、去濕、通風(fēng)、防污等。
5、結(jié)束語(yǔ)
    經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)分析，得出以下結(jié)論：
    (1)超聲波法和TEV法均能有效檢測(cè)配電柜局部放電信號(hào)，且兩種方法的檢測(cè)結(jié)果一致，提高了檢測(cè)的準(zhǔn)確性，成功提取了TEV信號(hào)的特征量，表征了局部放電的嚴(yán)重程度。
    (2)結(jié)合兩種檢測(cè)方法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)局部放電，測(cè)量開(kāi)關(guān)柜絕緣子附近的空氣濕度，獲取開(kāi)關(guān)柜內(nèi)絕緣件的絕緣狀態(tài)，同時(shí)得出柜內(nèi)空氣濕度是影響開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部放電的主要因素。
    (3)潮濕的柜內(nèi)空氣會(huì)引起柜內(nèi)部件表面的凝露，導(dǎo)致該部件的起始放電電壓和閃絡(luò)電壓顯著降低，放電明顯增強(qiáng)。為此，有針對(duì)性地開(kāi)展設(shè)備及環(huán)境改造，提出設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的改造意見(jiàn)以及相應(yīng)的改進(jìn)措施，取得良好效果。
     三門(mén)峽富通新能源可以根據(jù)用戶(hù)的需求定做各種類(lèi)型的高低壓配電柜。（三門(mén)峽配電柜定做、鞏義配電柜定做、洛陽(yáng)配電柜定做、鄭州配電柜定做）