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开关柜带电检测原理及其应用(2)

北极星电力网技术频道    作者:杨锴三泰电力技术(南京)有限公司   2012/10/17 15:21:12   

 关键词:  开关柜 带电检测

在气隙发生放电时,气隙中的气体产生游离,使中性分子分离为带电的质点,在外加电场作用下,正离子沿电场方向移动,电子(或负离子)沿相反方向移动,于是这些空间电荷建立了与外施电场方向相反(如图2-2),这是气隙内的实际场强为

Ec=E外—E内

即气隙上的电场强度下降了E内,于是气隙中的实际场强低于气体击穿场强,气隙中放电暂停。在气隙中发生这样一次放电过程的时间很短,约为10 (-8)数量级,在油隙中发生这样一次放电过程的时间比较长,可达10 (-6)数量级。

图2-3外部电压 、空间电荷q、气隙电压 的时间变化图

图2-3很好的解释了放电过程总在工频电压周期的上升延,即0~90℃或180~270℃(以初始周期为例)。由此可见,在正弦交流电压下,局部放电时出现在外加电压的一定相位上,当外加电压足够高时在一个周期内可能出现多次放电,每次放电有一定间隔时间。

2.2表面放电

开关柜中绝缘子、套管等固体绝缘在机械上起固定作用,又在电气上起绝缘作用,其绝缘状况关系到整个开关柜的可靠运行。放电与表面的干燥、潮湿或清洁、污染以及存在凹凸处有较大关系。由于界面电场分布的影响,会产生表面放电、爬电、污闪等放电现象。

3 检测原理

局部放电过程中往往伴随有电磁波、超声波、光、臭氧、热等物理或化学现象以及相应的过程,但是我们检测时往往以电磁波和超声波为主要的检测指标。

3.1TEV应用原理及信号提取

高压电气设备发生局部放电时,放电量往往先聚集在与接地点相邻的接地金属部位,形成对地电流,在设备的金属表面上传播。对于内部放电,放电量聚集在接地屏蔽的内表面,屏蔽连续时在设备外部很难检测到放电信号,但屏蔽层通常在绝缘部位、垫圈连接、电缆绝缘终端等部位不连续,局部放电的高频信号会由此传输到设备屏蔽外壳 。根据麦克斯韦电磁场理论,局部放电现象的发生产生出变化的电场,变化的电场激起磁场,而变化的磁场又会感应出电场,这样,交表的电场与磁场相互激发并向外传播,形成了电磁波,如图3-1所示。当开关柜的内部元件对地绝缘发生局部放电时,小部分放电能量会以电磁波的形式转移到柜体的金属铠装上,因柜体接地,电磁波在开关柜外表面感应出高频电流,我们利用电容耦合测出幅值及脉冲。

图3-1 TEV产生示意图

来源:百度文库
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