局部放电开关柜的类型和检测方法

　　在开关柜绝缘系统中，各部分的电场强度存在差异。一旦某一区域的电场强度达到其击穿强度，该区域就会出现放电现象。然而，施加电压的两个导体并没有贯穿整个放电过程，即放电没有击穿绝缘系统，即局部放电。（局部放电检测仪）

　　绝缘介质中的电场分布和绝缘电气的物理性能决定了局部放电的条件。通常来说，在高电场强度和低电气强度下，容易发生局部放电。虽然局部放电通常不会穿透绝缘，但可能会局部损坏电介质。如果长期存在局部放电，绝缘介质的电气强度将在特定条件下降低。由此可见，局部放电是电气设备中的一个隐患，其破坏过程反映了缓慢和长期的特点。（局部放电检测仪）

　　通常来说，局部放电的特性可以更好地确认绝缘缺陷，绝缘的局部损伤程度可以通过局部放电的特性进行分析。在很大程度上，综合测量各种局部放电特性，可以客观评价产品的绝缘水平。

　　一、局部放电的类型特点。

　　1.电晕放电。

　　电晕放电通常发生在气体周围的高压导体周围，如高压输电线路或高压变压器。这些高压电气设备的高压接线端子暴露在空气中，因此电晕放电的概率相对较大。

　　电晕放电反映了电场极不均匀的典型特征，也是电场极不均匀下的自持放电形式。许多外部因素会影响电晕的初始电压，如电极形状、外部电压、气体密度、极间距、空气湿度和流速等。

　　2.沿面放电。

　　沿表面放电通常发生在绝缘介质表面。这种局部放电形式是一种特殊的气体放电现象。沿表面放电常见于电力电缆、电机绕组、绝缘套管端部等位置。一旦介质内部电场强度低于电极边缘气隙的电场强度，且介质沿表面击穿电压相对较低，绝缘介质表面就会发生沿表面放电。

　　通常，电压波形、电场分布、空气质量、介质表面状态和气候条件会影响沿表面的放电电压，因此沿表面的放电具有不稳定的特点。

　　3.内部放电。

　　内部放电在固体绝缘介质中更为常见。在绝缘介质的生产和加工中，不可避免地会出现材料和工艺缺陷，导致绝缘介质的内部缺陷，如少量空气或杂质。一旦绝缘受到高压的影响，内部缺陷可能会发生局部或重复的击穿。通常，介质本身的特点、间隙大小、缺陷的位置和形状、间隙气体的类型都会影响内部放电的发生条件。

　　4.悬浮电位放电。

　　这种局部放电的形式是指高压设备中导体部件的结构设计缺陷或其他原因导致接触不良断开。该部件位于高压电极和低压电极之间，并根据其位置的阻抗比获得分压放电。对于导体部件，地面电位称为悬浮电位。当导体具有悬浮电位时，附近的场强通常相对集中，并会破坏周围绝缘介质的形成。悬浮电位放电通常发生在电气设备中高电位的金属部件或地面电位的金属部件上。（局部放电检测仪）

　　二、开关柜局部放电检测方法。

　　对于开关柜，其局部放电检测方法包括以下几种：

　　1.地电波检测。

　　当高压开关柜绝缘层发生局部放电时，会产生电磁波，开关柜的金属外壳会屏蔽大部分电磁波。然而，仍有一小部分会通过金属外壳的接缝或气体绝缘开关垫传播，地电波会通过设备金属外壳的外表面传输到地下。地电波的范围通常在几毫伏到几伏之间，上升时间有几个纳秒。探头可设置在工作状态下的开关柜外表面，以检测局部放电活动。

　　2.超声波检测。

　　事实上，超声波检测是一种机械振动波。从能量的角度来看，局部放电过程是能量瞬时爆发的过程。电能以声能、光能、热能和电磁能的形式释放。当电击穿发生在空气间隙时，放电可以在瞬间完成。此时，电能也将在瞬间转化为热能。放电中心的气体在热能的作用下膨胀并通过声波向外传播。传播区内的气体加热后形成等温区，温度超过环境温度；

　　当这些气体冷却后开始收缩时，会产生后续波。后续波的频率和强度相对较低，包括各种频率重量，频带较宽，超声波频率大于20kHz。由于局部放电区域相对较小，局部放电源为点声源。

　　局部放电开关柜的类型和检测方法。

　　3.超高频检测法。

　　在时间变化过程中，局部放电产生的电磁振动会产生电磁波。在固体气体介质中，局部放电脉冲会产生很丰富的电磁波超高频分量，可达GHz。

　　在实际应用过程中，可以使用两个探头检测局放信号，以探头检测到信号的时间顺序为判断依据。如果放电源距离较近，将首先检测到；随着探头位置的不断变化，可以逐步判断放电源的通常位置。或者通过多个探头，探头检测局放置信号的时差方程组可以找到放电源的三维空间坐标，确定放电源。

　　该方法灵敏度较高，抗力强，开关柜上通常有接缝或小玻璃窗，在密封条件下难以检测。

　　4.综合检测技术。

　　事实上，无论哪种检测方法都有一定的局限性，都不能客观、全面、真实地反映开关柜的运行状态，也有误判的可能性。由于放电类型的能量释放形式不同，各种检测方法的实用性和灵敏度也不同，因此在开关柜局部放电检测过程中，应综合应用上述检测方法，辅以地电波检测、超声波检测和超高频检测。

　　5.局部放电分析方法。

　　具体而言，常用的局部放电分析技术包括以下几种：

　　首先，水平分析方法，即水平比较同一开关室开关柜的检测结果。如果其中一个开关柜的检测结果大于现场背景值和其他开关柜的检测结果，则可以确定设备可能存在缺陷；

　　二是趋势分析方法，分析同一开关柜在不同时间的检测结果，对开关柜的运行趋势进行纵向比较判断。根据具体周期检测开关室内的开关柜，保留每次检测结果，然后根据检测结果分析设备局部放电状态的变化趋势；

　　第三，阈值比较，即提供判断阈值，比较开关柜的检测结果，分析结果，判断开关柜的运行状态。可根据以下基础进行判断：当开关室内背景值和测试值低于20dB时，开关设备正常，下月再次检查；

　　开关室内背景值小于20dB，部分开关柜测试值小于20~30dB，加强开关柜，缩短测试周期，观察测量范围值的变化趋势；如果开关室内背景值小于20dB，部分开关柜测试值大于30dB，则开关柜有局部放电现象，应采用定位技术定位放电点。

　　简而言之，局部放电反映了一定的复杂性，通常在绝缘内击穿场强度相对较低的部位容易发生局部放电，绝缘介质内的电场分布和绝缘的电气性能对局部放电的条件起着决定性的作用。

　　在实际检测过程中，应选择合理、适用的检测方法和分析方法，及时排除故障，确保开关柜运行良好。