国网黄石：一起开关柜带电检测发现的缺陷及处理方法
一起开关柜带电检测发现
的缺陷及处理方法
一、引言
高压开关柜是电力系统的重要组成设备，其运行的可靠性直接影响供电的稳定性、安全性。维护和监测开关柜的运行状态单单依靠传统的手段（例如巡视、停电试验）难以及时掌握缺陷情况。传统的停电预防性试验周期为3～6年，两次试验之间的缺陷很难发现，易导致事故的发生。根据运行经验，开关柜在发生故障前的潜伏期内存在大量放电现象，带电检测能提前发现缺陷，避免事故，因此对运行中的开关柜采取带电检测措施具有重大意义。目前将带电检测技术应用于开关柜检修工作已十分普遍，且效果明显，可以及时发现支柱瓷瓶、静触头盒等内部绝缘部件的老化及其引起的缺陷。
二、开关柜带电检测原理
开关柜带电检测的原理是将暂态地电压、超声波信号作为故障存在与否或发生程度的判断依据，并利用获得的数据来对开关柜故障进行检测和定位。检测的方法主要有以下两种。
01
暂态地电压检测技术
暂态地电压（简称TEV），是指由于局部放电，在开关柜接地外壳包括接地线中激励的频率为3~100MHz的放电信号。
检测原理：当开关柜发生局部放电时，带电体和接地的非带电体之间会有带电粒子迅速移动，接地的非带电体上产生高频电磁波，并快速向各个方向传播；当电磁波遇到不连续的金属断开或绝缘连接处时，电磁波会由金属柜体的内表面转移到外表面，并在开关柜体外表面产生暂态地电压；在开关柜外表面安装一个特制的电容传感器便可获取到瞬时的地电压脉冲信号，从而判断开关柜内部缺陷。
02
超声检测技术
超声波特指频率在20kHz以上人耳听不到的声波。检测原理：超声波属于机械振动波的一种，当开关柜发生局部放电时，能量瞬时爆发，电能通过声能、光能、热能以及电磁能的形式释放出去，周围空气间隙被击穿放电，电能转化为热能，放电周围的气体受热膨胀，并通过声波向外传播，周围气体温度超出环境温度；当这些气体冷却时，开始收缩，产生后续波，后续波的频率和强度都比较低，并有很宽的频带；由于局部放电的区域较小，所以局放声源即为点声源，开放式超声波传感器可以检测到这种超声波信号，并进行处理，从而判断局放存在并能够定位。
三、带电检测技术应用于开关柜缺陷处理案例
01
带电测量
2021年9月6日，试验人员对某变电站开关柜进行带电测量，发现超声波数值超标且存在明显放电信号，随即申请停电检查。
00:19
带电检测发现局部放电信号
02
停电检查
（1）外观检查：发现低总开关柜母线存在铜绿，支柱瓷瓶受潮严重。
母排存在铜绿
等电位线处存在绿色粉末
支柱瓷瓶存在水珠
低总开关柜内受潮严重
（2）耐压试验
母线耐压试验不合格，支柱瓷瓶及触头盒存在明显放电现象。
00:18
母线耐压时明显放电
（3）对比检查
不同母线仓对比，仅有主变低总母线仓受潮严重。
低总开关柜母排存在铜绿
其他开关柜母排没有铜绿
03
原因分析
主变低总开关柜靠近空调，侧面板长期受冷风直吹；同时由于母线仓密封较好，内部母排流过大电流造成母线仓内气体温度较高，内外气体温差较大，形成凝露，从而造成绝缘件受潮。
04
解决方案
（1）在主变低总开关柜顶部开孔，形成空气对流，尽量保证内外气体温度一致，避免形成凝露。
开关柜顶部使用百叶窗通风
开关柜背面开孔通风
开关柜背面开孔通风
（2）在空调出风口设置挡风板，或者改变空调朝向，避免空调直吹开关柜。
改变空调朝向
四、结语
1、开关柜带电检测对于开关柜内部局部放电信号的检测是一个行之有效的方法。综合应用各种带电检测技术，可以准确判断局放信号的性质和位置，为之后的检修工作提供依据，提高开关柜故障处理的效率，将“事后抢修”变为“事前处缺”，具有较大的社会效益和经济效益。
2、近年来，配电室逐步都安装了空调，有效解决了配电室一些历史问题，但是对于封闭式开关柜，还要采取有效措施，增强开关柜内外空气对流，避免柜内湿热空气遇冷凝结成水珠，造成开关柜内绝缘件受潮从而引发事故。特别是湖边、山间等湿度较大的变电站，一定要提前预防。
专家介绍
何金海，国网黄石供电公司电气试验班班长，毕业于国网电力科学研究院，师从杨迎建导师，具有丰富的一线生产经验。该班组具备独立开展220kV及以下变电站一次设备交接、诊断试验能力，先后荣获国网公司先进班组，省公司标杆班组、一流班组等荣誉称号。