对电气设备进行局部放电试验是电气设备制造、安装和运行过程中的一项重要预防性试验‘妇。局部放电如果长期存在，会加速设备老化，在一定条件下甚至会造成绝缘破坏，严重影响设备的正常运行。
高压配电柜是电力系统配电环节中重要的电气设备，10kV配电网高压开关柜具有数量多、应用广等特点，其绝缘水平不仅影响供电半径内的供电质量，还对电网的安全运行起着举足轻重的作用。
1、局部放电的检测方法和实验系统
1.1超声波检测方法
本文通过Ultra-Probe plus系列超声波探测仪接收超声波，并对其音质和强度进行分析，以快速检测设备绝缘缺陷处局部放电。相对于传统的电脉冲等检测方法，超声波检测方法（以下简称超声波法）‘21具有受电气干扰小，可实现远距离无线测量的优点。
1.2瞬时对地电压(r IEV)检测方法
瞬时对地电压( TEV)检测方法（以下简称TEV法）是通过在线测量开关柜内因局部放电致使其金属壳体上产生的瞬时对地电压( TEV)来判断设备内部是否存在绝缘故障。TEV法可以在设备运行时进行，从而提高了设备可用率和用户供电可靠性，并能及早发现设备缺陷。通常，通过特利的电容耦合探测器捕捉TEV信号，从而得到局部放电的幅值( dB)和放电脉冲频率。TEV信号(mV)与信号输出(dB)关系如下：
dB=2010g (mV) (1)
本文采用EA Technology提供的Ultra TEV检测仪来检测设备电磁波及超声波信号。
1.3 PD检测的实验系统
图1为包含实验变压器、调压变压器及开关柜在内的实验系统。该系统采用TEV法和超声波法对lOkV开关柜内局部放电进行检测，测量局部放电的最大幅值和放电频数，验证TEV局部放电检测仪的有效性及其与超声波法检测信号的对应关系，获取开关柜内绝缘件的绝缘状态信息。
2、实验方法及步骤
2.1实验方法
在开关柜前面板上设置4个TEV检测点，如图2所示。检测点布局分别为前面正中(a)，离放电源50cm;前面正中偏左(b)，离放电源50cm;前面正中偏右(c)，离放电源50cm;前面右下(d)，离放电源100cm。
2.2实验步骤
(1)为开关柜某相母线施加9kV电压，直至放电稳定。
(2)利用示波器单次触发功能，记录同一时刻TEV法和超声波法通道的波形并进行比较。
(3)TEV探头和超声波天线分别置于4个检测点，记录每个位置的TEV波形和超声信号波形（若干组）。
(4)调节示波器时间旋钮，使采样时间为一个工频周期(20ms)，采用TEV法和超声波法记录缺陷模型在一个工频周期内的放电次数。
( 5)TEV探头在某同定位置时，改变施加的电压，测得各电压下的模型最大放电最，通过TEV法和超Jl波法通道分别读出对应的最大检测值。
(6)在湿度分别为75%、80%、90%情况下重复步骤。然后，换取开关柜另外两相，重复上述实验。
(7)分别给开关柜A、B、C三相设置初始击穿时间后，给开关柜加压，记录最终击穿开关柜的电压幅值及时间。
3、实验和数据分析
3.1测试数据分析
理想状况下，开关柜A、B、C i相放电的起始电压应为5. 77kV，但是，由于开关柜已在现场运行一段时问，导致各相绝缘性能不同，因此实际检测巾的A、B、（相分别加压到8.7、7.1、7.9kV时才可检测到放电现象。为了保证实验前提条件的一致性、实验检测结果的准确性及便于数据的分析处理，将实验初始加压幅值控制柱9kV.然后检测各和在RH=自然湿润值、75%、80%、90%条件下的局部放电情况。通过超声探测仪自带的测试软件获得的硒部放电超声信号频域波形。
随着湿度的增加，超声信号的频谱变化显著。在门然湿润条件下，开关柜不存在放电，但实验环境中存在噪声干扰，此时频谱幅值普遍低于- 90dB;在湿度为75%条件下，超声信号主要频带分布在200～300Hz、100～600Hz．频谱总体幅值为- 70—- 80db;在湿度为80%条件下，超声信号频带除分布在200～00Hz、450～600Hz外，在650～700Hz、800Hz附近也可见放电信号的分布，频段峰值为- 50—- 70dB，频谱总体幅值为- 100～-75dB；在湿度为90%条件下，超声信号频谱总体幅值为- 75～- 50db另外，倒3(c)的频谱幅值相对变化程度较图3(b)显著，且高频成分增多。由此可知，随着湿度的增加，放电加剧．放电信号的能量也增加，产生的超一f信号高频成分增多。开关柜局部放电检测值见表1。
由表1可知，同一湿度条件F，A、B、C三相的放电强烈程度依次为B>C>A，这表明A相绝缘性能优于c棚，C相绝缘性能优于B相；同理，对同一相施加相同电压，不同湿度时局部放电的程度不一样，随湿度的j：升，放电程度逐渐增强。南检测点“a、b、c、d的TEV幅值变化趋势可见．a点的变化趋势较稳定，因此可考虑将检测点“置为最佳检测点。
3. 2加装风扇后测试数据分析
在开关柜顶部加装风扇改善实验环境后，通过Ul—tra-Probe超声法检测的局部放电信号频域波形。
对比图4与图3(b)、(c)可得，加装风扇后的放电幅值和放电强度都有明显下降。由此可知，在湿度没有变化的情况下，通风对保持开关柜内的干燥有着显著效果。
加装风扇后测得的开关柜局部放电检测值见表2。
对比表1和表2中的TEV值可知，加装风扇后，实验环境得到了改善，放电程度明显较未加装风扇前弱。
综上所述，在开关柜顶部加装风扇后，开关柜内原有的放电现象随之减弱，从而保证了开关柜的安全运行，在实际运行中可以采用此湿度控制措施。
另外，TEV法的实验结果论证了TEV法经验判据的正确性，表明TEV法能够检测到开关柜内的局部放电。检测点与放电源越近，检测到的TEV信号幅值越大，反之越小；放电越强，检测到的TEV幅值越大。各检测点的TEV值和放电程度随着放电量的增大而增大，能够反应放电强度；每周期放电数随着放电量的增加而逐渐增大；放电程度能更好地表征放电的强度。
3.3击穿实验和结果分析
A、B、C三相预设击穿时间均为60s，击穿结果见表3。
由表3可知，B相击穿电压小于C相，C相击穿电压小于A相，即A相绝缘性能优于C相，C相绝缘性能优于B相。这与局部放电信号实验结果一致。
检查击穿电压下断路器动触头放电情况后知，B相表面有清晰可见的污秽、积尘，由于放电程度剧烈t动触头内部的绝缘材料老化严重，其绝缘层表面的颜色明显比A、C相深。比较进出线放电情况知，进线因为放电次数多，放电程度剧烈，触头内部的颜色明显深于出线。
4、开关柜防护措施
(1)将开关柜内少油开关改装成真空开关柜，非加强型绝缘件应升级为加强型，结合高压配电室的环境情况，综合考虑经济性和设备性能，选择环境耐受性强的柜内设备。
(2)手推车式高压开关柜内的绝缘档板应使用不吸潮、憎水性和绝缘性能好的材料，以防止绝缘受潮。
(3)考虑柜内与室内的温差，为防止柜内产生凝露造成外绝缘沿面闪络和电击穿，必要时应设红外线加热器驱除空气中的水汽。
(4)在10kV开关站墙壁上装设排风扇和空调，定期启动，降低室内空气湿度。此外，按安全运行需要进行环境改造，如加热、防尘、去湿、通风、防污等。
5、结束语
经过实验研究和数据分析，得出以下结论：
(1)超声波法和TEV法均能有效检测配电柜局部放电信号，且两种方法的检测结果一致，提高了检测的准确性，成功提取了TEV信号的特征量，表征了局部放电的严重程度。
(2)结合两种检测方法现场检测开关柜内局部放电，测量开关柜绝缘子附近的空气湿度，获取开关柜内绝缘件的绝缘状态，同时得出柜内空气湿度是影响开关柜内部放电的主要因素。
(3)潮湿的柜内空气会引起柜内部件表面的凝露，导致该部件的起始放电电压和闪络电压显著降低，放电明显增强。为此，有针对性地开展设备及环境改造，提出设备运行环境的改造意见以及相应的改进措施，取得良好效果。
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