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开关柜局放检测原理和方法介绍
更新时间:2020-04-02 点击:322

1.基本原理

在高压设备有局部放电时会产生声、光、电磁波、热、化学物质等信号,通过相应的传感器捕捉到这些信号,并对这些信号进行处理,转化为可读信息,通过分析该信息得到当前设备的运行状况。

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2.主要检测方法

对于开关柜的局部放电检测主要采用四种监测方式:TEV(暂态地电波法)、超声法、HFCT(高频电流法)、UHF(特高频法)。

(1) 暂态地电波法监测原理

高压开关柜发生局部放电时,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,交变的电场与磁场相互激发并向外传播,形成了电磁波。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,利用电容耦合即可测出放电脉冲信号。

 

(2)超声波法检测原理

 高压开关柜发生局部放电时,产生超声波信号向外辐射,放电产生的声波的频谱很宽,可以从几十Hz 到几MHz,其中频率低于20 kHz 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,

电力设备绝缘内部发生局部放电时,同时伴随产生超声波信号。超声波信号由局部放电源沿着绝缘介质和金属件传导到电力设备外壳,并通过介质和缝隙向周围空气传播。通过在电力设备外壳或设备附近安装的超声波传感器,可以耦合到局部放电产生的超声波信号,进而判断电力设备的局部放电情况,非接触方式主要用于开关柜 、电力电缆等电力设备的检测。

 


(3) 复合式传感器的监测原理

将地电波法、超声波法综合使用,利用地电波传感器和超声波传感器进行探测,根据主机显示的局放信号的波形、图谱及数据显示综合判断开关柜内部的放电情况或松动情况。还可以根据声、电信号的各自的特征判断开关柜的故障类型,能够利用声电信号的相关性判断放电信号的严重性。两种方法的结合能提高对开关柜局部放电信号监测的全面性和可靠性,将复合式传感器安装于开关柜电缆仓上面隔板上,TEV传感器可测量开关柜后上部和后下部(电缆仓)的局放信号,非接触式超声传感器主要测量电缆接头处的局放信号。

 

 

(4)高频电流传感器监测原理

当电缆发生局部放电时,电缆线芯与屏蔽层之间形成了同轴电容,放电信号必然通过电容沿屏蔽层流入大地,会在其接地引下线或其他地电位连接线上产生敢拼脉冲电流,通过高频电流传感器监测流过接地引下线或其他地电位连接线上的高频脉冲电流信号,实现对电力设备的局放检测。对于电力电缆及附件,在电缆终端接头接地线、电缆中间接头接地线、电缆中间街头交叉互点接地线或电缆本体上安装高频电流传感器。

 

 

(5)特高频传感器监测原理

特高频模式:开关柜中的局部放电属于绝缘气体电气击穿,绝缘介质的击穿导致导体中流过一个短时(ns级)的电流。电流流过设备的特征阻抗,在导体上产生一个脉冲电压,从局放源传播开来。由于局放信号的上升时间很短(<1ns)、频带很宽(>1GHz),传播过程中在开关柜内引起电谐振,激发电磁波,通过安装在开关柜内部的特高频传感器接收电磁波信号进行监测。

 



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