中高壓金屬封閉式開(kāi)關(guān)柜在變電站中得到了大量使用，其安全運行直接影響整個(gè)變電站的供電可靠性，對其運行狀態(tài)進(jìn)行檢測是非常必要的。在長(cháng)期高溫、高電壓、振動(dòng)、潮濕等作用下，同時(shí)加上在制造過(guò)程中潛存的缺陷等，高壓開(kāi)關(guān)柜內部的金屬部件有可能產(chǎn)生局部放電，導致電氣絕緣強度降低。如果不及時(shí)處理可能導致嚴重的后果。今天小編給大家介紹的是高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電測試儀的檢測方法及其原理。先簡(jiǎn)單介紹下開(kāi)關(guān)柜局部放電測試儀，這款設備包含兩種傳感器：超聲傳感器及TEV傳感器，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)本儀器就是依靠這兩個(gè)傳感器來(lái)進(jìn)行測試的。

　　根據麥克斯韋電磁場(chǎng)理淪，局部放電會(huì )產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)激起磁場(chǎng)，而變化的磁場(chǎng)又會(huì )感應出電場(chǎng)，這樣交變的電場(chǎng)與磁場(chǎng)相互激發(fā)并向外傳播便形成電磁波。對于內部放電，放電電量聚集在接地屏蔽的內表面，因此，如果屏蔽層是連續的則無(wú)法在外部檢測到放電信號。實(shí)際上，屏蔽層通常在絕緣部位、墊圈連接處、電纜絕緣終端等部位出現破損而出現不連續，這樣局部放電產(chǎn)生的電磁波就會(huì )通過(guò)屏蔽層不連續的部分傳輸到設備表面，在設備表面產(chǎn)生感應電流，設備表面存在波阻抗，進(jìn)而在設備外層形成1個(gè)暫態(tài)對地電壓，簡(jiǎn)稱(chēng)TEV。

　　目前TEV檢測方法大都采用電容耦合探測器來(lái)檢測局部放電的幅值和放電脈沖頻率，其工作作原理如圖1所示。一般來(lái)說(shuō)單芯10 kV電纜的波阻抗約為10Ω , 35 kV開(kāi)關(guān)柜母線(xiàn)室金屬外殼的波阻抗約為70Ω。電纜或母線(xiàn)室發(fā)生局部放電產(chǎn)生持續10us的約100mA的脈沖電流時(shí)，在金屬外殼上會(huì )出現1-7V的對地電壓。傳統的脈沖電流法以視在放電量來(lái)表示放電強度，但由于在工作現場(chǎng)存在大量電磁信號，對定量分析存在不容忽視的干擾。同樣由于電磁干擾，TEV檢測不作為定量測量的手段，采用相對讀數來(lái)表示放電強度。該方法主要用于比較性的測量，主要用在比較某一組特定設備中各個(gè)設備的運行情況從而確定檢修的最先順序。也可以對單個(gè)設備在時(shí)間上進(jìn)行跟蹤測量，找出其放電活動(dòng)的變化，了解設備的損傷情況。

　　發(fā)生局部放電時(shí)，在放電區域中，分子間產(chǎn)生劇烈撞擊，宏觀(guān)上產(chǎn)生了聲波，頻率大于20kHz的稱(chēng)為超聲波。通過(guò)檢測局部放電產(chǎn)生的超聲波信號來(lái)判定局部放電的方法稱(chēng)為局部放電的超聲波檢測方法。開(kāi)關(guān)柜的噪聲主要集中在低頻領(lǐng)域，大多在20 kHz以下，采用超聲波方法進(jìn)行局部放電檢測，應避開(kāi)干擾頻率范圍而以高頻率為對象，但頻率越高，聲波在傳送過(guò)程中的衰減越大，因此利用超聲波方法進(jìn)行局部放電檢測所采用的頻段一般在數十到數百kHz。

　　典型的超聲波傳感器的中心頻率大約在40kHz附近，通常固定在開(kāi)關(guān)柜的外殼上，利用壓電晶體作為聲電轉化元件。當開(kāi)關(guān)柜內部發(fā)生放電時(shí)，局部放電產(chǎn)生的聲波信號傳遞到開(kāi)關(guān)柜表面，超聲波傳感器將其轉換為電信號，通過(guò)放大器放大后傳到采集系統。圖2為超聲波方法檢測開(kāi)關(guān)柜局部放電示意圖。其中路徑1為超聲信號在空氣中以最短的路徑傳播到柜體內壁，再穿過(guò)鐵皮到達傳感器。路徑2為超聲波從放電源通過(guò)空氣直接傳到傳感器位置，再穿過(guò)鐵皮進(jìn)入傳感器。除此之外超聲波在柜體內傳播時(shí)還會(huì )發(fā)生不同程度的折反射，在一定的角度內，有可能出現由于超聲波發(fā)生全反射而接收不到信號的現象。

　　超聲波檢測方法最大的優(yōu)點(diǎn)是不受電氣干擾，且可以實(shí)現放電源的準確定位，但是開(kāi)關(guān)柜內游離顆粒對柜壁的碰撞可能對檢測結果造成干擾;同時(shí)由于開(kāi)關(guān)柜內部絕緣結構復雜，以及超聲波的衰減和折反射，使得有些絕緣內部的局部放電可能無(wú)法被檢測到。

　　綜上所述，將TEV與超聲波檢測方法結合應用，既可以排除現場(chǎng)電磁環(huán)境的干擾，也可以排除游離顆粒與柜壁碰撞等干擾，大大提高檢測系統的抗干擾性，同時(shí)可以實(shí)現對局部放電源的精確定位。

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