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开关柜带电检测原理及其应用(1)

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   

  所属频道:  电网    关键词:  开关柜 带电检测

摘 要 本文主要是基于高压开关柜局部放电这一常见的故障,讲述了局部放电产生的原因、放电过程中产生的现象、局部放电检测的常用方法、数据分析以及一般的检测步骤。

1 引言

高压开关柜是城市配电网中重要基础设施,其运行的稳定性直接影响到城市经济的发展,人民生活水平质量的提高。因此,开关柜设备的可靠性直接决定了用户供电的可靠性。

状态检修是提高供电设备可靠性的重要技术手段。但是,开关柜不可能采取像高压变压器、GIS设备那样的在线监测技术路线,实现全面、实时的在线监测。因为:

1)高压开关柜数量众多;

2)开关柜的设备造价低;

3)监测设备的成本很高;

据不完全统计,开关柜故障特征大多表现为绝缘与载流故障上。然而绝缘与载流故障都是与放电现象密切有关的!因此对中压开关设备实施放电检测可显著减少故障概率!

2 开关柜局部放电产生机理

开关柜内部局部放电的种类很多,主要分为内部放电和表面放电两种,并以电磁波、气体等形式释放能量。

2.1内部放电

2.1.1产生机理

内部放电存在主要是由于制造过程中绝缘介质内部残留气泡、杂质形成电介质的不均匀,造成气体-固体、液体与固体、固体-固体的复合绝缘。

图2-1 绝缘介质内部残留气泡

就拿介质中残留气泡来说(如图2-1),通常情况下,气隙中的场强度比介质中的高,而另一方面气体的击穿场强一般都比介质的击穿场强低。因此,在外加电压足够高时,气隙首先被击穿,而周围的介质仍然保持其绝缘特性,电极之间并没有形成贯穿性的通道,只在气泡中形成局部放电。

油隙中也会发生局部放电,不过与气隙相比要在高的多的电场强度下才会发生。

在介质中极不均匀电场分布的情况下,即使在介质中不含有气隙或油隙,只要是介质中的电场分布是极不均匀的,也就可能发生局部放电。例如埋在介质中的针尖电极或电极表面上的毛刺,或其他金属屑等异物附近的电场强度要比介质中其他部位的电场强度高得多。当此处局部电场强度达到介质本征击穿场强是,则介质局部击穿而形成了局部放电。

2.1.2放电过程

图2-2绝缘介质内气隙放电空间电荷分布

来源:百度文库
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