1.1 開(kāi)關(guān)柜局部放電的原因
開(kāi)關(guān)柜在日常的運(yùn)行中，起著變電輸電的重要作用，而很多開(kāi)關(guān)柜日常中都是露天擺放，長(zhǎng)期日曬雨淋，受各種外部環(huán)境影響，很容易發(fā)生局部放電故障，本文就簡(jiǎn)單介紹開(kāi)關(guān)柜局部放電的原因。
一、電暈放電，通常在氣體包圍的高壓導(dǎo)體周圍會(huì)出現(xiàn)電暈放電，比如高壓輸電線路或者高壓變壓器等，這些高壓電氣設(shè)備的高壓接線端子暴露在空氣中，因此發(fā)生電暈放電的機(jī)率相對(duì)較大。電暈放電體現(xiàn)出的是典型的、極不均勻電場(chǎng)的特征，也是極不均勻電場(chǎng)下的自持放電。
二、沿面放電，通常在絕緣介質(zhì)表面會(huì)出現(xiàn)沿面放電的現(xiàn)象。這種局部放電的形式屬于特殊的氣體放電現(xiàn)象，電力電纜、電機(jī)繞組、絕緣套管的端部等位置比較常見(jiàn)沿面放電。一旦介質(zhì)內(nèi)部電場(chǎng)的強(qiáng)度低于電極邊緣氣隙的電場(chǎng)強(qiáng)度，而且介質(zhì)沿面擊穿電壓相對(duì)較低，沿面放電就會(huì)發(fā)生在絕緣介質(zhì)的表面。通常電壓波形、電場(chǎng)的分布、空氣質(zhì)量、介質(zhì)的表面狀態(tài)、氣候條件等均會(huì)對(duì)沿面放電電壓產(chǎn)生影響，所以沿面放電體現(xiàn)出不穩(wěn)定的特點(diǎn)。
三、內(nèi)部放電，固體絕緣介質(zhì)內(nèi)部比較常見(jiàn)內(nèi)部放電。在生產(chǎn)加工絕緣介質(zhì)時(shí)難免存在材料與工藝缺陷的問(wèn)題，導(dǎo)致絕緣介質(zhì)內(nèi)部出現(xiàn)內(nèi)部缺陷，比如摻人少量的空氣或者雜質(zhì)等。一旦絕緣受到高壓作用，內(nèi)部缺陷就有發(fā)生局部擊穿或者重復(fù)性擊穿的可能。通常介質(zhì)自身的特性、氣隙大小、缺陷的位置與形狀、氣隙氣體的種類等會(huì)對(duì)內(nèi)部放電的發(fā)生條件產(chǎn)生影響。
四、懸浮電位放電，這種局部放電的形式是指高壓設(shè)備中某個(gè)導(dǎo)體部件存在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷，或者其它原因?qū)е陆佑|不良斷開(kāi)，最終造成該部件位于高壓電極與低壓電極之間并根據(jù)其位置的阻抗比獲得分壓發(fā)生放電，針對(duì)該導(dǎo)體部件上對(duì)地電位稱其為懸浮電位。導(dǎo)體具有懸浮電位時(shí)，通常其附近的場(chǎng)強(qiáng)會(huì)比較集中，而且會(huì)破壞四周絕緣介質(zhì)的形成。一般在電氣設(shè)備內(nèi)高電位的金屬部件或者處于地電位的金屬部件上容易發(fā)生懸浮電位放電。
1.2 特高頻檢測(cè)原理
局部放電超高頻檢測(cè)技術(shù)是一種非接觸的檢測(cè)方法，依據(jù)是“場(chǎng)”的原理，它通過(guò)天線傳感器接收局部放電過(guò)程中輻射的超高頻電磁波，從而實(shí)現(xiàn)局部放電的檢測(cè)。
電力設(shè)備絕緣體的絕緣強(qiáng)度和擊穿場(chǎng)強(qiáng)都很高，當(dāng)局部放電在很小的范圍內(nèi)發(fā)生時(shí)，該擊穿過(guò)程會(huì)很快，并且在擊穿過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生上升沿很陡的局部放電脈沖電流，其上升時(shí)間為ns級(jí)，并激發(fā)頻率高達(dá)數(shù)GHz的電磁波信號(hào)。因此，可以運(yùn)用超高頻傳感器監(jiān)測(cè)電氣設(shè)備內(nèi)部局放電流激發(fā)的電磁波信號(hào)對(duì)開(kāi)關(guān)柜的局部放電情況進(jìn)行評(píng)估。
局放概述
現(xiàn)階段，我國(guó)電力系統(tǒng)對(duì)于電能的質(zhì)量提出越來(lái)越高的要求，不僅要確保供電穩(wěn)定可靠，而且供電的安全性也是重要要求。電力系統(tǒng)中，金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備得到廣泛應(yīng)用，因此開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行的是否穩(wěn)定可靠是重中之重，電氣設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程中由于受到高溫、電壓、振動(dòng)以及其他化學(xué)作用，將會(huì)使得其絕緣性能降低，會(huì)產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，同時(shí)又會(huì)加速絕緣的惡化情況，會(huì)給電力系統(tǒng)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。但是，由于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部空間狹小、零件繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，絕緣距離小，因此比其它電力設(shè)備更容易出現(xiàn)絕緣缺陷，從而對(duì)設(shè)備安全運(yùn)行帶來(lái)巨大隱患。
高壓電氣設(shè)備的絕緣內(nèi)部如氣泡間隙、雜質(zhì)、尖刺等缺陷，在強(qiáng)電場(chǎng)作用下使得開(kāi)關(guān)柜絕緣內(nèi)部的電場(chǎng)分布不均勻，在缺陷部位的電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)增大，從而容易導(dǎo)致該部位發(fā)生未貫穿整個(gè)絕緣的放電，即局部放電。
局部放電一般不會(huì)引起開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部絕緣的穿透性擊穿，但是卻會(huì)導(dǎo)致絕緣介質(zhì)的局部損壞。若其長(zhǎng)期存在，則會(huì)在一定條件下造成絕緣裝置電氣強(qiáng)度的破壞，最終造成開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部絕緣擊穿。因而對(duì)于電氣設(shè)備而言，電氣設(shè)備發(fā)生局部放電現(xiàn)象是導(dǎo)致其絕緣老化或劣化甚至損壞從而引發(fā)設(shè)備損毀及電力系統(tǒng)事故的重要原因之一，同時(shí)局部放電也是設(shè)備絕緣完整性退化的標(biāo)志。因此對(duì)電氣設(shè)備的局部放電進(jìn)行監(jiān)檢測(cè)是評(píng)估設(shè)備絕緣狀況的重要手段，也是發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛伏性故障，最終實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警，避免故障發(fā)生的有效措施之一。
NY-PD1000型高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)檢測(cè)伴隨局部放電而產(chǎn)生的電磁波輻射并自動(dòng)確定現(xiàn)場(chǎng)局部放電的實(shí)際檢測(cè)頻率，隨后將檢測(cè)的局部放電的放電次數(shù)和放電頻次上傳至服務(wù)器。
1.1 引用標(biāo)準(zhǔn)
下列文件中的條款通過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。
GB/T 7354-2003局部放電測(cè)量；
GB 50150 電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
GB3906-1991 3~35kV交流金屬封閉式開(kāi)關(guān)設(shè)備
GB/T16927.1-1997 高電壓試驗(yàn)技術(shù) 一般試驗(yàn)要求
GB/T16927.2-1997 高電壓試驗(yàn)技術(shù) 試驗(yàn)程序
GB/T 4208 外殼防護(hù)等級(jí)（IP代碼）
GB/T 17626 電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)
GB/T 2423 電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)
GB 2421 電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗(yàn)規(guī)程
GB 11022 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備通用技術(shù)條件
DL/T 356-2010局部放電測(cè)量?jī)x校準(zhǔn)規(guī)范
DL/T 417-2006電力設(shè)備局部放電現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量導(dǎo)則
DL/T404-1997 戶內(nèi)交流高壓開(kāi)關(guān)柜訂貨技術(shù)條件
Q/CSG1 0007-2004 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程
1.2 術(shù)語(yǔ)和定義
1.2.1 局部放電 partial discharge
局部放電在本標(biāo)準(zhǔn)中指的是發(fā)生在開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)中局部區(qū)域的現(xiàn)象，包括絕緣表面和絕緣內(nèi)部的放電。在本標(biāo)準(zhǔn)中的局部放電范疇包括導(dǎo)體表面電暈、絕緣表面爬電及內(nèi)部氣隙放電等類型，屬于廣義概念。根據(jù)局部放電的特征又可分為持續(xù)性放電和間隙性放電。
1.2.2 持續(xù)性放電 Durative discharge
持續(xù)性局部放電指的是放電信號(hào)持續(xù)發(fā)生并向外部傳播，沒(méi)有明顯的沉寂周期。
1.2.3 間歇性放電 Intermit discharge
間歇性局部放電指的是放電發(fā)展過(guò)程中有較為明顯的放電停滯期，在停滯期間沒(méi)有可測(cè)的局部放電信號(hào)。
1.2.4 地電波法 Transient Earth Voltages（TEV）method
通過(guò)測(cè)試局部放電的電磁波特征感應(yīng)在開(kāi)關(guān)柜金屬外殼表面而產(chǎn)生的瞬間對(duì)地電位的方法稱為地電波法。地電波信號(hào)的產(chǎn)生需要途徑金屬縫隙由內(nèi)向外傳播。因此，該方法對(duì)金屬封閉的設(shè)備部件不適用。
1.2.5 在線監(jiān)測(cè) Online monitoring
在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下，通過(guò)內(nèi)置或外置傳感器，連續(xù)或定時(shí)地自動(dòng)測(cè)量設(shè)備內(nèi)部可能發(fā)生的絕緣缺陷。通常，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)長(zhǎng)期在線運(yùn)行，無(wú)需人為參與，自動(dòng)完成檢測(cè)、通訊和存儲(chǔ)等功能。在線監(jiān)測(cè)期間傳感器探頭不可移動(dòng)。
1.2.6 背景噪聲 Background noise
指的是在在線監(jiān)測(cè)中測(cè)試到的非被測(cè)試設(shè)備產(chǎn)生的信號(hào)，主要包括測(cè)試系統(tǒng)中的白噪聲、廣播、驅(qū)鼠器、某些型號(hào)的日光燈、保護(hù)電子控制裝置、地網(wǎng)耦合干擾以及其他的連續(xù)或脈沖干擾信號(hào)。
