對電氣設備進行局部放電試驗是電氣設備制造、安裝和運行過程中的一項重要預防性試驗‘婦。局部放電如果長期存在，會加速設備老化，在一定條件下甚至會造成絕緣破壞，嚴重影響設備的正常運行。
高壓配電柜是電力系統配電環節中重要的電氣設備，10kV配電網高壓開關柜具有數量多、應用廣等特點，其絕緣水平不僅影響供電半徑內的供電質量，還對電網的安全運行起著舉足輕重的作用。
1、局部放電的檢測方法和實驗系統
1.1超聲波檢測方法
本文通過Ultra-Probe plus系列超聲波探測儀接收超聲波，并對其音質和強度進行分析，以快速檢測設備絕緣缺陷處局部放電。相對于傳統的電脈沖等檢測方法，超聲波檢測方法（以下簡稱超聲波法）‘21具有受電氣干擾小，可實現遠距離無線測量的優點。
1.2瞬時對地電壓(r IEV)檢測方法
瞬時對地電壓( TEV)檢測方法（以下簡稱TEV法）是通過在線測量開關柜內因局部放電致使其金屬殼體上產生的瞬時對地電壓( TEV)來判斷設備內部是否存在絕緣故障。TEV法可以在設備運行時進行，從而提高了設備可用率和用戶供電可靠性，并能及早發現設備缺陷。通常，通過特利的電容耦合探測器捕捉TEV信號，從而得到局部放電的幅值( dB)和放電脈沖頻率。TEV信號(mV)與信號輸出(dB)關系如下：
dB=2010g (mV) (1)
本文采用EA Technology提供的Ultra TEV檢測儀來檢測設備電磁波及超聲波信號。
1.3 PD檢測的實驗系統
圖1為包含實驗變壓器、調壓變壓器及開關柜在內的實驗系統。該系統采用TEV法和超聲波法對lOkV開關柜內局部放電進行檢測，測量局部放電的最大幅值和放電頻數，驗證TEV局部放電檢測儀的有效性及其與超聲波法檢測信號的對應關系，獲取開關柜內絕緣件的絕緣狀態信息。
2、實驗方法及步驟
2.1實驗方法
在開關柜前面板上設置4個TEV檢測點，如圖2所示。檢測點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實驗步驟
(1)為開關柜某相母線施加9kV電壓，直至放電穩定。
(2)利用示波器單次觸發功能，記錄同一時刻TEV法和超聲波法通道的波形并進行比較。
(3)TEV探頭和超聲波天線分別置于4個檢測點，記錄每個位置的TEV波形和超聲信號波形（若干組）。
(4)調節示波器時間旋鈕，使采樣時間為一個工頻周期(20ms)，采用TEV法和超聲波法記錄缺陷模型在一個工頻周期內的放電次數。
( 5)TEV探頭在某同定位置時，改變施加的電壓，測得各電壓下的模型最大放電最，通過TEV法和超Jl波法通道分別讀出對應的最大檢測值。
(6)在濕度分別為75%、80%、90%情況下重復步驟。然后，換取開關柜另外兩相，重復上述實驗。
(7)分別給開關柜A、B、C三相設置初始擊穿時間后，給開關柜加壓，記錄最終擊穿開關柜的電壓幅值及時間。
3、實驗和數據分析
3.1測試數據分析
理想狀況下，開關柜A、B、C i相放電的起始電壓應為5. 77kV，但是，由于開關柜已在現場運行一段時問，導致各相絕緣性能不同，因此實際檢測巾的A、B、（相分別加壓到8.7、7.1、7.9kV時才可檢測到放電現象。為了保證實驗前提條件的一致性、實驗檢測結果的準確性及便于數據的分析處理，將實驗初始加壓幅值控制柱9kV.然后檢測各和在RH=自然濕潤值、75%、80%、90%條件下的局部放電情況。通過超聲探測儀自帶的測試軟件獲得的硒部放電超聲信號頻域波形。
隨著濕度的增加，超聲信號的頻譜變化顯著。在門然濕潤條件下，開關柜不存在放電，但實驗環境中存在噪聲干擾，此時頻譜幅值普遍低于- 90dB;在濕度為75%條件下，超聲信號主要頻帶分布在200～300Hz、100～600Hz．頻譜總體幅值為- 70—- 80db;在濕度為80%條件下，超聲信號頻帶除分布在200～00Hz、450～600Hz外，在650～700Hz、800Hz附近也可見放電信號的分布，頻段峰值為- 50—- 70dB，頻譜總體幅值為- 100～-75dB；在濕度為90%條件下，超聲信號頻譜總體幅值為- 75～- 50db另外，倒3(c)的頻譜幅值相對變化程度較圖3(b)顯著，且高頻成分增多。由此可知，隨著濕度的增加，放電加劇．放電信號的能量也增加，產生的超一f信號高頻成分增多。開關柜局部放電檢測值見表1。
由表1可知，同一濕度條件F，A、B、C三相的放電強烈程度依次為B>C>A，這表明A相絕緣性能優于c棚，C相絕緣性能優于B相；同理，對同一相施加相同電壓，不同濕度時局部放電的程度不一樣，隨濕度的j：升，放電程度逐漸增強。南檢測點“a、b、c、d的TEV幅值變化趨勢可見．a點的變化趨勢較穩定，因此可考慮將檢測點“置為最佳檢測點。
3. 2加裝風扇后測試數據分析
在開關柜頂部加裝風扇改善實驗環境后，通過Ul—tra-Probe超聲法檢測的局部放電信號頻域波形。
對比圖4與圖3(b)、(c)可得，加裝風扇后的放電幅值和放電強度都有明顯下降。由此可知，在濕度沒有變化的情況下，通風對保持開關柜內的干燥有著顯著效果。
加裝風扇后測得的開關柜局部放電檢測值見表2。
對比表1和表2中的TEV值可知，加裝風扇后，實驗環境得到了改善，放電程度明顯較未加裝風扇前弱。
綜上所述，在開關柜頂部加裝風扇后，開關柜內原有的放電現象隨之減弱，從而保證了開關柜的安全運行，在實際運行中可以采用此濕度控制措施。
另外，TEV法的實驗結果論證了TEV法經驗判據的正確性，表明TEV法能夠檢測到開關柜內的局部放電。檢測點與放電源越近，檢測到的TEV信號幅值越大，反之越小；放電越強，檢測到的TEV幅值越大。各檢測點的TEV值和放電程度隨著放電量的增大而增大，能夠反應放電強度；每周期放電數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度。
3.3擊穿實驗和結果分析
A、B、C三相預設擊穿時間均為60s，擊穿結果見表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相絕緣性能優于C相，C相絕緣性能優于B相。這與局部放電信號實驗結果一致。
檢查擊穿電壓下斷路器動觸頭放電情況后知，B相表面有清晰可見的污穢、積塵，由于放電程度劇烈t動觸頭內部的絕緣材料老化嚴重，其絕緣層表面的顏色明顯比A、C相深。比較進出線放電情況知，進線因為放電次數多，放電程度劇烈，觸頭內部的顏色明顯深于出線。
4、開關柜防護措施
(1)將開關柜內少油開關改裝成真空開關柜，非加強型絕緣件應升級為加強型，結合高壓配電室的環境情況，綜合考慮經濟性和設備性能，選擇環境耐受性強的柜內設備。
(2)手推車式高壓開關柜內的絕緣檔板應使用不吸潮、憎水性和絕緣性能好的材料，以防止絕緣受潮。
(3)考慮柜內與室內的溫差，為防止柜內產生凝露造成外絕緣沿面閃絡和電擊穿，必要時應設紅外線加熱器驅除空氣中的水汽。
(4)在10kV開關站墻壁上裝設排風扇和空調，定期啟動，降低室內空氣濕度。此外，按安全運行需要進行環境改造，如加熱、防塵、去濕、通風、防污等。
5、結束語
經過實驗研究和數據分析，得出以下結論：
(1)超聲波法和TEV法均能有效檢測配電柜局部放電信號，且兩種方法的檢測結果一致，提高了檢測的準確性，成功提取了TEV信號的特征量，表征了局部放電的嚴重程度。
(2)結合兩種檢測方法現場檢測開關柜內局部放電，測量開關柜絕緣子附近的空氣濕度，獲取開關柜內絕緣件的絕緣狀態，同時得出柜內空氣濕度是影響開關柜內部放電的主要因素。
(3)潮濕的柜內空氣會引起柜內部件表面的凝露，導致該部件的起始放電電壓和閃絡電壓顯著降低，放電明顯增強。為此，有針對性地開展設備及環境改造，提出設備運行環境的改造意見以及相應的改進措施，取得良好效果。
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