摘要：开关设备高能量电弧故障严重危害到人员或设备的安全，绝缘劣化和接触不良等故障导致电弧的发展。本文中结合现场实例，采用超声波、暂态地电压和特高频方法检测开关柜局部放电，结合谱图特征，对高压开关柜电弧故障进行了预测。 关键词：局部放电，电弧放电，开关柜，故障预警
撞钉1绪论
连接不良和绝缘劣化是开关柜高能电弧故障的两个主要原因，但发展缓慢[1]。这将对设备和附近工作人员造成灾难性损坏。案例研究表明，60-80%的电弧事件是由开关柜接触不良引起的。该机构的错误连接是如何发展并最终导致电弧故障的，对此进行了详细描述。这种能量故障取决于电压幅值、电流和电弧持续时间。隔热材料的退化是电弧失效的另一个主要原因。
电绝缘的寿命取决于热应力、电应力、环境应力和机械应力。在上述所有绝缘劣化中，通过局部放电的测量可以进行故障预测。需要解决检测灵敏度和现场噪声抑制问题。
本文采用采用超声波、暂态地电压和特高频方法检测开关柜局部放电，结合谱图特征，对高压开关柜电弧故障进行了预测。
2现场实例破真空阀
2021年1月，检测人员在对某110kV变电站35kV高压室内的开关柜采用PDS-T90进行开关柜局部放电普测时，发现在35kV I 母电压互感器开关柜超声波测试，有明显局部放电声响，结合特高频测试结果，判断35kV I 母电压互感器开关柜内可能存在悬浮放电。2021年5月5日，利用例行停电检修机会，解体检查后，发现35kV I 母电压互感器开关柜穿柜套管处存在局部放电痕迹。随后，检修人员对均压线进行绑扎处理，恢复送电后，局部放电信号消失。 3.检测分析方法
（1）超声波测试
采用PDS-T90超声波检测模式对某110kV变电站35kV高压室内的开关柜进行超声波信号普测，在35kV I母电压互感器I 母电压互感器开关柜开关柜检测到明显的超声局放信号，具体
的数据及图谱如下：
图1 35kV I母电压互感器开关柜超声波测试/AE幅值图谱
说明：使用PDS-T90的超声波检测模式对35kV I 母电压互感器开关柜进行测试，如图1所示，超声周期最大值为4.7mV，同时耳机能够听到明显的放电声音，判断35kVI母电压互感器开关柜存在局放现象。
1.
暂态地电压测试
按照开关柜的排列顺序对某110kV变电站35kV高压室开关柜进行TEV测试，选择前中、前
下，后上、后中、后下五个点记录TEV测量值，35kV I 母电压互感器开关柜暂态地电压信号未检测到明显异常信号。
（3）特高频测试
采用PDS-T90特高频检测模式对某110kV变电站35kV高压室内的开关柜进行特高频信号普测，在35kV I母电压互感器I 母电压互感器开关柜开关柜检测到明显的特高频信号，具体的数据及图谱如下：
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图2 特高频PRPD/PRPS图谱/特高频周期图谱
说明：如图2所示，可知特高频PRPD/PRPS及周期图谱具有明显的局放特征，信号具有工
频相关性，每个工频周期有两根放电脉冲信号，初步判断为悬浮放电，需要结合G1500精确定位系统进一步确认信号的类型及放电源位置。
（4）对异常放电信号进行验证定位。
使用PDS-G1500变电站局部放电检测与定位系统对35kVI母电压互感器开关柜检测到的异常局放信号的性质进行分析，并追踪信号的来源，确定放电源精确位置。
（1） 局放信号类型的分析
图3 10ms示波器波形图
说明：如图3所示，可以观察到一个工频周期（20ms）出现一簇脉冲信号，信号出现的频率稳定，每簇脉冲信号只有幅值较大的两三根，信号最大幅值达到1.25V，综合判断为悬浮放电。
（2） 局放信号定位分析
A、局放信号横向定位分析
图4 横向定位传感器布置图/定位波形
说明：将两只特高频传感器放置在35kV I 母电压互感器开关柜前面板底部缝隙处，传感器
位置及定位波形图如图4所示，绿传感器波形与红传感器波形的起始沿基本一致，可知信号到达两传感器的时间基本一致，说明信号源位于两传感器中间所在的平面上，如图中蓝线所示。
转向节>荧光寿命测试
B、局放信号垂直定位分析
图5垂直定位传感器布置图/定位波形
说明：将两只特高频传感器分别放置在35kV I 母电压互感器开关柜前面板观察窗处，传感器位置及定位波形图如图5所示，绿传感器波形超前红传感器波形起始沿1.25ns，可知信号源垂直方向位于两传感器之间偏向绿传感器一侧，通过电磁波传播速度及时差计算得知信号源垂直位置位于绿传感器下方约30cm处的水平面上，如图中蓝线所示的平面位
置。
C、局放信号深度定位分析
由于开关柜现场位置限制，未进行深度定位。
通过横向、垂直定位，确定放电源位置下图圆圈所示位置处。
网络滤波器
图6 35kV I 母电压互感器开关柜放电源位置
4. 处理及分析
2021年5月5日解体检查后，发现35kV I 母电压互感器开关柜穿柜套管处存在局部放电痕迹，如果不及时处理，会发展为强烈的电弧故障。
图7 35kV I 母电压互感器开关柜穿柜套管处局部放电痕迹
随后，检修人员对均压线进行绑扎处理，恢复送电后，局部放电信号消失。
1.
结论
（1）穿柜套管均压线与管内壁接触部位发生局部放电的可能性很大，在投运前应进行妥善处理。
（2）特高频检测时差定位法能够有效的排除干扰，准确定位放电源的位置，从而提高检修效率。
（3）在实际放电类型诊断时，需分清各类放电谱图的主要特征，并结合放电源位置等因素对放电缺陷类型进行综合分析、判断。
参考文献
[1] 魏彬,王欣,刘常军.开关柜局部放电分析定位,电工电气,2021年第9期50-53,共4页
[2] 马鹏墀,王致杰,杨皖昊.基于TR技术的开关柜局部放电超声波定位方法,水电能源科学,2021年第4期182-184,169,共4页
[3] 汪晨,余嘉文,陈强.10kV开关柜局部放电检测方法研究,计算技术与自动化,2021年第1期73-78,共6页
[4]石惠承,孙立峰,张清.一起35kV开关柜局部放电故障分析,江西电力职业技术学院学报, 2021年第9期10-12,共3页
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