局部放電開關柜的類型和檢測方法

　　在開關柜絕緣系統中，各部分的電場強度存在差異。一旦某一區域的電場強度達到其擊穿強度，該區域就會出現放電現象。然而，施加電壓的兩個導體并沒有貫穿整個放電過程，即放電沒有擊穿絕緣系統，即局部放電。（局部放電檢測儀）

　　絕緣介質中的電場分布和絕緣電氣的物理性能決定了局部放電的條件。通常來說，在高電場強度和低電氣強度下，容易發生局部放電。雖然局部放電通常不會穿透絕緣，但可能會局部損壞電介質。如果長期存在局部放電，絕緣介質的電氣強度將在特定條件下降低。由此可見，局部放電是電氣設備中的一個隱患，其破壞過程反映了緩慢和長期的特點。（局部放電檢測儀）

　　通常來說，局部放電的特性可以更好地確認絕緣缺陷，絕緣的局部損傷程度可以通過局部放電的特性進行分析。在很大程度上，綜合測量各種局部放電特性，可以客觀評價產品的絕緣水平。

　　一、局部放電的類型特點。

　　1.電暈放電。

　　電暈放電通常發生在氣體周圍的高壓導體周圍，如高壓輸電線路或高壓變壓器。這些高壓電氣設備的高壓接線端子暴露在空氣中，因此電暈放電的概率相對較大。

　　電暈放電反映了電場極不均勻的典型特征，也是電場極不均勻下的自持放電形式。許多外部因素會影響電暈的初始電壓，如電極形狀、外部電壓、氣體密度、極間距、空氣濕度和流速等。

　　2.沿面放電。

　　沿表面放電通常發生在絕緣介質表面。這種局部放電形式是一種特殊的氣體放電現象。沿表面放電常見于電力電纜、電機繞組、絕緣套管端部等位置。一旦介質內部電場強度低于電極邊緣氣隙的電場強度，且介質沿表面擊穿電壓相對較低，絕緣介質表面就會發生沿表面放電。

　　通常，電壓波形、電場分布、空氣質量、介質表面狀態和氣候條件會影響沿表面的放電電壓，因此沿表面的放電具有不穩定的特點。

　　3.內部放電。

　　內部放電在固體絕緣介質中更為常見。在絕緣介質的生產和加工中，不可避免地會出現材料和工藝缺陷，導致絕緣介質的內部缺陷，如少量空氣或雜質。一旦絕緣受到高壓的影響，內部缺陷可能會發生局部或重復的擊穿。通常，介質本身的特點、間隙大小、缺陷的位置和形狀、間隙氣體的類型都會影響內部放電的發生條件。

　　4.懸浮電位放電。

　　這種局部放電的形式是指高壓設備中導體部件的結構設計缺陷或其他原因導致接觸不良斷開。該部件位于高壓電極和低壓電極之間，并根據其位置的阻抗比獲得分壓放電。對于導體部件，地面電位稱為懸浮電位。當導體具有懸浮電位時，附近的場強通常相對集中，并會破壞周圍絕緣介質的形成。懸浮電位放電通常發生在電氣設備中高電位的金屬部件或地面電位的金屬部件上。（局部放電檢測儀）

　　二、開關柜局部放電檢測方法。

　　對于開關柜，其局部放電檢測方法包括以下幾種：

　　1.地電波檢測。

　　當高壓開關柜絕緣層發生局部放電時，會產生電磁波，開關柜的金屬外殼會屏蔽大部分電磁波。然而，仍有一小部分會通過金屬外殼的接縫或氣體絕緣開關墊傳播，地電波會通過設備金屬外殼的外表面傳輸到地下。地電波的范圍通常在幾毫伏到幾伏之間，上升時間有幾個納秒。探頭可設置在工作狀態下的開關柜外表面，以檢測局部放電活動。

　　2.超聲波檢測。

　　事實上，超聲波檢測是一種機械振動波。從能量的角度來看，局部放電過程是能量瞬時爆發的過程。電能以聲能、光能、熱能和電磁能的形式釋放。當電擊穿發生在空氣間隙時，放電可以在瞬間完成。此時，電能也將在瞬間轉化為熱能。放電中心的氣體在熱能的作用下膨脹并通過聲波向外傳播。傳播區內的氣體加熱后形成等溫區，溫度超過環境溫度；

　　當這些氣體冷卻后開始收縮時，會產生后續波。后續波的頻率和強度相對較低，包括各種頻率重量，頻帶較寬，超聲波頻率大于20kHz。由于局部放電區域相對較小，局部放電源為點聲源。

　　局部放電開關柜的類型和檢測方法。

　　3.超高頻檢測法。

　　在時間變化過程中，局部放電產生的電磁振動會產生電磁波。在固體氣體介質中，局部放電脈沖會產生很豐富的電磁波超高頻分量，可達GHz。

　　在實際應用過程中，可以使用兩個探頭檢測局放信號，以探頭檢測到信號的時間順序為判斷依據。如果放電源距離較近，將首先檢測到；隨著探頭位置的不斷變化，可以逐步判斷放電源的通常位置。或者通過多個探頭，探頭檢測局放置信號的時差方程組可以找到放電源的三維空間坐標，確定放電源。

　　該方法靈敏度較高，抗力強，開關柜上通常有接縫或小玻璃窗，在密封條件下難以檢測。

　　4.綜合檢測技術。

　　事實上，無論哪種檢測方法都有一定的局限性，都不能客觀、全面、真實地反映開關柜的運行狀態，也有誤判的可能性。由于放電類型的能量釋放形式不同，各種檢測方法的實用性和靈敏度也不同，因此在開關柜局部放電檢測過程中，應綜合應用上述檢測方法，輔以地電波檢測、超聲波檢測和超高頻檢測。

　　5.局部放電分析方法。

　　具體而言，常用的局部放電分析技術包括以下幾種：

　　首先，水平分析方法，即水平比較同一開關室開關柜的檢測結果。如果其中一個開關柜的檢測結果大于現場背景值和其他開關柜的檢測結果，則可以確定設備可能存在缺陷；

　　二是趨勢分析方法，分析同一開關柜在不同時間的檢測結果，對開關柜的運行趨勢進行縱向比較判斷。根據具體周期檢測開關室內的開關柜，保留每次檢測結果，然后根據檢測結果分析設備局部放電狀態的變化趨勢；

　　第三，閾值比較，即提供判斷閾值，比較開關柜的檢測結果，分析結果，判斷開關柜的運行狀態。可根據以下基礎進行判斷：當開關室內背景值和測試值低于20dB時，開關設備正常，下月再次檢查；

　　開關室內背景值小于20dB，部分開關柜測試值小于20~30dB，加強開關柜，縮短測試周期，觀察測量范圍值的變化趨勢；如果開關室內背景值小于20dB，部分開關柜測試值大于30dB，則開關柜有局部放電現象，應采用定位技術定位放電點。

　　簡而言之，局部放電反映了一定的復雜性，通常在絕緣內擊穿場強度相對較低的部位容易發生局部放電，絕緣介質內的電場分布和絕緣的電氣性能對局部放電的條件起著決定性的作用。

　　在實際檢測過程中，應選擇合理、適用的檢測方法和分析方法，及時排除故障，確保開關柜運行良好。