文档介绍：空气湿度对开关柜局部放电影响的试验研
究
孟凡生 1,金观华 1,程光强 1,袁建勇 1,张晓星 2
(,绍兴市,312000)
(,重庆市,400044)
摘要:介绍了暂态对地电压法检测 10kV 开关柜局部放电的基本原理,在该检测法下结合具体试验研究了
空气湿度对 10kV 开关柜局部放电的影响,同时提取不同湿度下局部放电产生的暂态对地电压信号幅值。
根据不同湿度下局部放电产生的暂态对地电压信号幅值,结合经验判据对 10kV 开关柜内部绝缘子的绝缘
状态进行评估。
关键词:局部放电暂态对地电压开关柜空气湿度
1. 引言
10kV 金属封闭式开关柜在变电站广泛使用,其运行安全直接影响整个变电站的供电可
靠性。因此,对开关柜运行状态的监测及对故障的正确诊断是保证开关设备安全可靠运行的
关键。根据实际运行经验,开关柜在长期运行中,其内部的空气湿度、温度、压力等环境因
素会发生改变,这种改变一般会降低绝缘子的绝缘水平,当开关柜发生局部放电(partial
discharge,PD)时,改变后的空气湿度、温度、压力等因素会进一步加剧 PD,进而会加速
设备绝缘的劣化,最终导致开关柜发生绝缘故障,因此对开关柜 PD 的检测及研究各种环境
因素对 PD 的影响规律十分必要,以便针对性的采取措施改善环境因素抑制 PD 的发展。
目前,对开关柜 PD 的检测方法主要有脉冲电流法、超声波法、超高频法等,其中脉冲
电流法和超声波检测法应用最为广泛。脉冲电流法因其抗干扰能力差,无法有效应用于现场
在线监测。由于超声波在开关柜传播有着复杂过程历经,遇到障碍可能会有多次的反射折射,
所以该方法检测灵敏度不高,定量测量比较困难。暂态对地电压(transient earth voltages,
TEV)法是一种新发展起来的带电检测技术,具有灵敏度高、抗干扰能力强,故障定位准确
等优点,在国内外部分电力公司得到了应用。本文将 TEV 法应用于 10kV 开关柜 PD 的检测,
并在该检测法下研究开关柜内部空气湿度对开关柜 PD 的影响规律,并针对空气湿度的影响
提出改进措施以限制 PD 的发展。
2. 暂态对地电压法测量原理
高压电气设备发生 PD 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
对地电流在设备表面金属上传播。对于内部放电,放电量聚集在接地屏蔽的内表面,屏蔽连
续时在设备外部无法检测到 PD 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,PD 的高频信号会由此传输到设备屏蔽外壳。因此,PD 产生的电磁波通过金
属箱体的接缝处或气体绝缘开关的衬垫传出,并沿着设备金属箱体外表面继续传播,同时对
地产生一定的暂态电压脉冲信号,该现象由 Reeves 在 1974 年首先发现,并将其命
名为暂态对地电压(TEV)。
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图 1 TEV 检测原理示意图
TEV 法工作原理如图 1 示,PD 信号在设备的金属封闭壳体上产生一个 TEV 信号,通
过电容耦合传感器对其进行测量,从而得到 PD 的幅值和放电脉冲频率等参数。TEV 法采用
相对读数来表示 PD 相关参数,TEV 信号(mV)与信号输出(dB)关系如下