高压开关柜局部放电诊断定位技术研究与运用 杨俊昌 刘杨

高压开关柜局部放电检测及应用摘要：局部放电难免会损坏电力系统部件，也会造成不必要的电能消耗。

当前普遍运用的检测技术包括暂态地检测和超声波检测。

这些检测技术的基本原理是不同的，在实际工作可以结合具体情况选择适宜的检测技术。

这样可以保证检测结果的准确性，也可以提高检测效率。

关键词：高压开关柜、局部、放电、检测、应用引言：在高压开关柜的工作过程中，其容易受内部元件、环境等各种因素影响，引发故障致使电网无法正常运行。

假如我们能完全按照高压开关柜的设计、运行、检修标准执行，改善电网运行环境，利用有效措施降低高压开关柜发生故障的频率，就可以保障电网的稳定安全运行，进而为我国经济发展提供充足的电能保障。

1带电检测技术应用于高压开关柜检修中的重要意义停电检修技术在以往是高压开关柜检修的主要方式，此技术能够有效的保障高压开关柜检测的安全性，但是也存在着以下几方面的不足：1）影响范围较大。

高压开关柜的停电检修将会对这一线路的终端用户造成极大的不便，尤其是一些关键的生产线更是无法进行停电作业。

2）高压开关柜停电检修作业有着较为严格的时间限制，时间紧、检修工作量大，从而容易在高压开关柜检修作业中产生遗漏，无法对高压开关柜进行全面的、细致的检测。

3）高压开关柜停电检修作业检查的是高压开关柜的静态特性，容易在高压开关柜检修过程中产生误差。

针对上述问题，需要积极研究并引入高压开关柜带电检测技术，在完成高压开关柜检测的同时不影响高压开关柜的正常供电。

高压开关柜带电检测技术是在高压开关柜正常运行的过程中进行的，能够对高压开关柜内部的局部放电问题进行及时的发现与掌握，借助于高压开关柜带电检测技术能够对高压开关柜的实时运行状态进行准确的掌握，结合带电检测技术所测得的数据，通过分析研究可以对引发不同数据变化的情况进行详细的了解和掌握。

高压开关柜带电检修和停电检修技术都可以对高压开关柜的故障位置和故障原因进行缺陷分析2开关柜存在的问题开关柜存在的问题主要涉及到以下方面：在电力系统中，开关柜是重要的电气设备之一。

高压开关柜局部放电检测技术研究高压开关柜是电力系统中非常重要的设备之一，用于控制和保护电力设备的正常运行。

在长期运行过程中，高压开关柜中会产生电弧放电，这是由于电器设备的老化、绝缘性能下降等因素导致的。

如果不能及时检测和处理高压开关柜中的局部放电问题，将会对电力系统的运行安全和设备的正常使用造成严重影响。

高压开关柜局部放电检测技术对于及时发现和处理电器设备的故障非常重要。

本文主要针对高压开关柜局部放电的检测方法进行了研究，旨在提出一种高效、可靠的局部放电检测技术，以提供开关柜运行状态的全面监测。

局部放电的检测方法主要包括电流法、电压法和超声法等。

电流法是通过测量高压电流的变化来判断设备是否发生局部放电。

电压法是通过测量绝缘电压的变化来判断设备是否发生局部放电。

超声法是通过测量声波信号的变化来判断设备是否发生局部放电。

这些方法各有优劣，在实际应用中可以根据需要选择合适的方法进行检测。

在研究中，我们通过实际的高压开关柜进行了试验和数据采集，并对各种局部放电检测方法进行了比较和分析。

实验结果表明，电压法是一种较为可靠的方法，可以准确地检测高压开关柜中的局部放电问题。

通过对绝缘电压的监测，可以及时发现和处理高压开关柜的故障，从而保证电力系统的安全运行。

为了提高检测的准确性和效率，我们还对局部放电检测技术进行了优化。

主要包括信号处理算法的改进和检测设备的升级。

通过改进信号处理算法，我们可以提高信号的噪声抑制能力，提高检测的准确性。

而通过升级检测设备，我们可以提高信号采集和处理的速度，使得检测能够更加实时和有效。

高压开关柜局部放电诊断定位技术研究与运用发布时间：2021-05-10T03:51:04.040Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第1期作者：毛少波[导读] 导体或机柜上的金属毛刺，设备内的金属颗粒以及设备内部绝缘包括气隙放电。

陕西国华锦界能源有限责任公司 719300摘要：摘要:高压开关柜的一个局部放电通常会伴随着各种类型的物理现象,例如音,热,光,电,磁等物理现象以及化学反应现象,例如气体的电离。

对于高压开关柜,局部放电检测法被认为是最有效的一种检测方法,而且局部放电检测的方法主要有超声波检测法、暂态地电压法( TEV)、特高频法( UHF )和其他检测方法。

本文简要介绍高压开关柜控制柜局部放电检测技术的意义和重要性,三种具体的高压开关柜局部放电检测技术的应用,阐述了高压开关柜控制柜局部放电检测技术在高压开关柜控制柜中的实际应用。

关键字：高压开关柜局部放电诊断1引言高压开关柜的故障可分为载流故障、绝缘故障、拒动故障、误动故障、开断与关合故障和外力或其他故障。

就电网故障的影响而言，绝缘故障和载流故障对电网的影响最为严重，占所有高压开关柜故障的40％以上。

此外，不良的绝缘性和不良的电力输送使其难以修理，导致处理时间过长并且对用户的电力供应产生长期影响。

如今，经常使用停电例行试验和带电检测方法来发现这些隐藏的问题。

一方面，定期停电测试会对设备的固体绝缘造成累积损坏的影响，另一方面，必须关闭设备电源才能进行检验，这会降低用户使用电源的可靠性。

在线检测是在设备的运行条件下进行的检测，反映设备的实际运行状态，可以及早发现设备的隐患，不影响人员供电。

由于带电检测的优越性，它在过去的几年中已广泛用于电力传输网络中。

高压开关装置的实时检测主要用于设备局部放电检测。

高压开关装置的部分排放物主要是表面排放物和内部排放物。

根据统计，导致某些高压开关设备放电的主要因素是绝缘表面上潮湿或被污染，设备连接处接触不良，导体或机柜上的金属毛刺，设备内的金属颗粒以及设备内部绝缘包括气隙放电。

10kV开关柜局部放电检测技术研究与应用摘要：文章基于10kV开关柜局部放电可能引起的故障，阐述了局部放电检测的重要性，分析了基于TEV、AE、UHF的局部放电检测技术，并通过实例进行验证分析，为掌握10kV开关柜的运行状况和故障检测提供了具体的分析方法。

关键词：开关柜；局部放电；检测技术一、局部放电检测技术原理当开关柜设备内部发生局部放电现象时，放电产生的电磁波信号会向各个方向传播，并通过金属柜体的接缝处从开关柜内部向外部传播。

电磁波信号在开关室内传播时会导致开关柜的金属壳体表面感应出地电波信号，采用耦合电容传感器可以检测到这种地电波信号。

开关柜设备在放电过程中也会产生声波信号。

放电产生的声波频带范围很宽，可以从几十赫兹到几兆赫兹，其中频率低于20kHz的信号能够被人耳听到，而高于这一频率的超声波信号必须用超声波传感器才能接收到。

利用超声波频段检测局部放电信号可以很好地避开外界噪声的干扰，同时根据放电释放的能量与检测到的声能之间的关系，可以评估出放电的强弱，从而判断开关柜设备内部的绝缘劣化状况。

采用地电波和超声波检测技术，能有效发现开关柜的局部放电情况，通过测试局部放电信号幅度和单位时间内的放电脉冲数可以评估设备内部绝缘劣化严重程度，为设备的状态维修提供科学的决策依据。

以下结合一大楼配电室开关柜检测结果，开展地电波、超声波以及图谱检测结果分析，判断开关柜内部绝缘劣化的位置以及严重程度。

实际测试中按照普测、设备故障确认和故障部位精确定位步骤对局部放电故障点进行了定位，缩小了设备故障查找范围。

二、电力设备局部放电的产生与分类通常情况下由于气体的击穿场强比固体介质低得多，气体中的电场又比固体介质中高。

因此，往往在气隙的部位产生局部放电。

电力设备中的局部放电虽然仅限于局部范围，但每一次放电对绝缘介质都会有一些影响，这样就会造成电介质绝缘强度逐步下降。

强烈的局部放电对介质的影响较大，绝缘强度很快下降，这是造成高压绝缘损坏的重要因素。

高压开关柜局部放电检测技术研究高压开关柜，作为电力系统中重要的电器设备，其稳定运行对于电力系统的正常运行至关重要。

然而，长期以来高压开关柜的运行中经常出现局部放电等问题，严重影响了高压开关柜的可靠性和稳定性。

因此，局部放电检测技术的研究在高压开关柜领域中具有重要的意义。

本篇论文将从理论分析和实验研究两个方面阐述高压开关柜局部放电检测技术研究的最新进展。

一、理论分析局部放电是高压开关柜运行中的常见故障，其主要原因是电器设备内部产生的局部电场强度过大或设备结构设计不合理等。

因此，局部放电检测技术应该从以下几个方面进行研究。

1、电场计算电场计算技术是局部放电检测技术的基础，通过计算设备内部电场分布情况，确定设备内局部放电的位置、类型及程度等信息。

目前，常用的电场计算方法主要有有限元法、有限差分法、迭代法等。

其中有限元法是目前应用较为广泛的计算方法，它能对电气场分布进行较准确的计算，并能进行三维模拟以获取更真实的数据。

2、信号处理技术放电信号是局部放电检测的重要依据之一，它能够间接反映局部放电的位置和程度。

局部放电信号一般包括相位信号、脉冲信号、频率信号等。

在信号处理方面，常用的方法有时域分析、频域分析、小波分析等。

其中小波分析是一种较新的分析方法，通过分解信号成多个小波频段，可对不同频段的信号进行比较，并确定局部放电的类型和位置等信息。

3、诊断算法诊断算法是局部放电检测技术的关键之一，能够根据电气信号的特征进行判断，并确定局部放电故障的位置、类型和严重程度等。

常用的诊断算法有神经网络、支持向量机、模糊集合等。

二、实验研究局部放电检测技术的实验研究主要是为了验证所提出的检测方法的可行性和有效性。

目前，针对局部放电检测技术的实验研究主要有以下几个方面。

1、实验环境模拟实验环境模拟是局部放电实验研究的基础，能够模拟实际生产中高压开关柜运行过程中的环境，如温度、湿度、污染物等。

在实验环境模拟方面，常用的方法有盐雾试验、高温试验、低温试验等。

高压开关柜局部放电检测技术研究高压开关柜是电力系统中重要的设备，用于控制、保护和分配电能。

在运行过程中，高压开关柜中可能会出现局部放电现象，这可能会导致设备绝缘的损坏，进而影响设备的安全性和稳定性。

对高压开关柜中的局部放电进行检测具有重要意义，可以及早发现问题并采取相应的措施，保障设备的正常运行。

本文将就高压开关柜局部放电检测技术进行研究，并探讨其在电力系统中的应用。

一、高压开关柜局部放电的特点1.局部放电现象局部放电是指绝缘系统中局部出现的间歇性放电现象，它是电气设备老化和绝缘劣化的早期信号。

高压开关柜中的局部放电通常表现为瞬间的小电弧，产生的能量较小，但如果得不到及时的发现和处理，可能会逐渐扩大，损坏设备的绝缘结构，甚至引发设备的火灾、爆炸等危险事件。

2.影响因素高压开关柜中局部放电的发生与多种因素有关，包括设备的绝缘状态、环境温度、湿度、电压变化等。

绝缘状态是最为关键的因素，绝缘老化、污秽和损伤都会导致局部放电的发生。

二、高压开关柜局部放电检测技术1.传统检测方法传统的高压开关柜局部放电检测方法主要包括使用特定的探测器进行现场检测，或者利用特定的设备进行离线测试。

现场检测需要专业人员进行操作，且无法对设备进行长期、连续的监测；而离线测试则需要断开设备的电源，影响设备的正常运行。

2.无损检测技术近年来，随着科技的发展，出现了一些新的高压开关柜局部放电检测技术，如超声波检测、红外热像检测、电磁波检测等。

这些技术都具有无损检测的特点，可以实现对设备的长期、连续监测，对设备的正常运行影响较小。

三、高压开关柜局部放电检测技术的应用1.实时监测利用现代无损检测技术，可以对高压开关柜中的局部放电进行实时监测，及时发现问题并采取措施，避免设备的进一步损坏。

这可以提高设备的安全性和稳定性，延长设备的使用寿命。

2.预防维护通过对高压开关柜进行局部放电的监测，可以预防设备的突发故障，避免大面积设备的损坏，节省维修成本。

10kV开关柜局部放电综合诊断方法研究及应用摘要：对于10kV开关柜局部放电综合诊断，主要包括内部局部放电、表面局部放电、电晕放电等。

其中，采用的方法主要有地电波检测技术（TEV）、超声波检测技术（AE）和超高频检测技术（UHF）。

在检测过程中，因现场环境的干扰，采用单一的检测方法并不能全面、客观、真实的反映设备的运行状况。

基于此，综合运用不同检测方法，通过相关软件对测试数据进行专业分析的方法来开展10kV开关柜局部放电综合诊断工作，更能有效反映10kV开关柜接触不良及内部绝缘劣化的问题。

本文就对10kV开关柜局部放电综合诊断方法及应用进行分析研究。

关键词：10kV开关柜；局部放电；TEV；UHF；AE0 前言在我国配网系统中，随着10kV开关柜内部的绝缘缺陷及接触不良等问题的频繁发生，给开关柜的运行造成了严重的安全隐患，这就要求必须加强10kV开关柜的检测。

由于开关柜发生故障前，会产生局部放电现象，为此通过对局部放电的检测来综合诊断开关柜绝缘隐患的相关信息，将事故隐患消除在萌芽状态，以保证电力系统的正常运行。

1 局部放电检测技术1.1 地电波（TEV）检测技术开关柜在发生局部放电时会产生电磁波，通过金属外壳上的孔洞向四周传播。

当电磁波传播至开关柜表面时，通过集肤效应作用，金属壳外表面将形成一种对地电压信号，即TEV，它的大小与局部放电的激烈程度、开关柜电压等级及放电点的远近有直接关系。

通过检测局部放电产生的TEV信号，不仅可以对局部放电做定量测试，又可通过同一放电源到不同位置的时间差异来对局部放电进行定位，同时还能够对现场运行的10kV开关柜局部放电做定位在线监测[1]。

采用TEV定位法，要优于采用电磁波信号强度比较来确定放电点的方法，主要因为电磁波经过多次反射，将会影响幅值的测量结果[2]。

1.2 超声波（AE）定位监测技术超声波定位法是根据电力设备内部产生局部放电的超声波传播方向和时间来确定放电位置的，常用的方法有V型曲线定位法、顺序定位法和双曲面定位法[3]。

高压开关柜局部放电检测技术研究及应用摘要：开关柜等电力设备内部产生的局部放电是反映设备绝缘缺陷的重要现象。

变电站内35kV及以下开关柜是输配电系统的重要组成部分，其安全稳定运行直接影响供电的可靠性。

变电检修、电气试验一般为周期性工作，可能不能及时发现设备存在的缺陷。

电力设备局部放电检测技术可以及时发现设备存在的缺陷，保障电力系统平稳、高效运行。

常用的局部放电带电检测方法有超声波法、特高频法、暂态地电压法、高频电流法等。

关键词：高压开关柜；局部放电；检测技术引言开关柜作为电力系统中的关键组件已广泛应用于输电配电网络，承担着开合、控制和保护用电设备的作用，其运行可靠性直接影响着电力系统供电质量及安全性能。

局部放电作为一种潜在威胁，直接影响着开关设备和电力系统的稳定和绝缘安全。

因此，对开关柜局部放电进行检测和定位是发现其内部早期绝缘缺陷的基础，可用于指导巡检人员对开关柜进行下一步操作、维护及检修。

1局部放电带电检测方法1.1特高频检测设备发生局部放电时的电流脉冲能在内部激励频率高达数千兆赫兹的电磁波，特高频检测技术利用这种电磁波信号来检测局部放电。

检测开关柜时，常利用外置式传感器通过开关柜的金属缝隙或观察窗部位进行检测。

特高频检测能有效避免现场300MHz以下的电晕干扰，具有较高的检测灵敏度和抗干扰能力。

1.2暂态地电压检测电力设备内部发生局部放电时，放电脉冲激发的电磁波能在设备金属外壳上产生瞬时的对地电压，这些瞬时电压脉冲可由设备外表面安装的特制耦合电容传感器检测，从而判断设备内部绝缘状态。

2高压开关柜局部放电检测技术的应用2.1基于自适应集合经验模态分解算法的局部放电信号降噪高压开关柜是电网系统中非常重要的装置，它关乎着供电安全，在国家工业的正常运转和人们日常生活的正常推进中，扮演着十分重要的角色，因此保证其安全可靠运行是维系电力网络稳定的必然要求。

评价开关设备状态的重要依据是局部放电测量的结果，开关柜的局部放电检测通常要结合暂态对地电压（transient earth voltages, TEV）检测法和超声波（acoustic emission, AE）检测法，这两种检测方法为开关柜局部放电检测提供了有力的技术支持。

10kV开关柜局部放电检测技术研究与运用摘要：10 kV开关柜作为中国配网系统中非常重要的设备,其运行的可靠性直接关系到供电可靠性。

开关柜内的绝缘缺陷或劣化、接触不良等都会成为其安全运行的隐患,而这些隐患在设备正常运行的情况下又很难发现。

为解决上述问题,笔者介绍了基于暂态对地电压（TEV）、超声波（AE）、超高频（UHF）原理的联合局部放电检测方法。

该方法可以为评估开关柜运行状态和检修工作提供丰富的数据依据,全面保障10 kV开关柜的安全运行。

关键词：10kv开关柜；局部放电检测技术；研究；运用近年来，电力系统中开关柜应用越来越广，开关柜现场试验方法的不足和投运的开关柜绝缘特性劣化导致的电力事故数量逐年攀升，严重威胁着电力系统的安全运行 , 最终影响供电质量和供电可靠性。

据统计，引起开关柜绝缘特性劣化的因素中，由局部放电引起的劣化占 85%。

因此，如何有效发现开关柜中的局部放电，及时检测出潜在绝缘故障已成为电力监管部门日益关心并亟待解决的问题，也是当前相关机构和科技人员研究的热点。

1 局放检测的原理在开关柜绝缘系统中，各部位的电场强度存在差异，某个区域的电场强度一旦达到其击穿场强时，该区域就会出现放电现象，不过施加电压的两个导体之间并未贯穿整个放电过程，即放电未击穿绝缘系统，这种现象即为局部放电。

局部放电是一种脉冲放电，局部放电的过程除了伴随着电荷的转移和电能的损耗之外，还会产生电磁辐射、超声、发光、发热以及出现新的生成物等。

超声测量和暂态低电压测量就是基于这些伴生现象而总结出的测量方法。

1.1 暂态低电压法为了减小设备尺寸，使结构更加紧凑，目前开关柜制造厂家在开关柜的制造中采用了大量的绝缘材料，如环氧树脂浇注的 CT、PT、静触头盒、穿墙套管和相间隔板等，如果这些绝缘材料内部存在局部放电，受趋肤效应的影响，电流行波往往仅集中在金属柜体的内表面，而不会直接穿透金属柜体，小部分通过金属壳体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传播出去，同时产生一个瞬时对地电压，通过设备的金属壳体外表面而传到地下去。

高压开关柜局部放电检测技术研究高压开关柜是电力系统中非常重要的设备之一，它承担着重要的电力传输和配电任务。

为了确保高压开关柜的正常运行和延长其使用寿命，开关柜局部放电检测技术显得尤为重要。

本文将介绍高压开关柜局部放电检测技术的研究现状和发展趋势。

一、局部放电检测的意义局部放电是指在绝缘材料中形成的于一定位置的局部电弧或火花，是高压电器设备潜在的故障源。

局部放电一旦发生，就会导致绝缘材料损坏，从而影响设备的使用寿命和稳定性。

因此，及时检查和修复局部放电故障十分必要，这也是进行局部放电检测的根本目的。

1、空气式局部放电检测技术空气式局部放电检测技术是基于局部放电的特征来设计的。

使用特定的探头，将其放置在高压开关柜的外壳上，然后通过接收局部放电发出的电磁信号进行监测。

这种技术不需要接触性检测，操作简单，成本低廉，但是其有效性仍然有待考验，难以避免环境干扰信号，影响检测准确性。

超声波局部放电检测技术是通过检测局部放电直接或间接产生的超声波信号来进行局部放电检测，其优点是精度高、结果可靠，但同时也存在实测结果难以直观判断，易受环境干扰的缺点。

电场探针局部放电检测技术是以电场的变化来计算局部放电程度的，可以在不接触互感器或电源的情况下进行检测。

该技术准确性高，误差小，但在实际应用中存在设备复杂，不易安装等缺点。

光纤局部放电检测技术是将光纤嵌入到高压开关柜中，通过介质中的光纤捕获局部放电的电磁波和耦合波，然后测量和分析获得的信号。

该技术具有安装方便、信号采集准确性高等优点。

三、技术发展趋势局部放电检测技术将会在数字化、自动化、可视化方向快速发展，未来将会集成各种新技术和新材料，提高检测的准确性和可靠性。

其中，特别值得期待的是无线传输、可实时监测和预警技术的应用，这些技术将大大提升高压开关柜局部放电的检测水平。

总之，局部放电检测技术在高压开关柜的预防性维护中具有非常重要的意义。

各种局部放电检测技术的不断发展和完善，会为电力系统的稳定运行和设备的安全使用提供可靠保障。