探讨带电检测技术在开关柜绝缘故障检测中的运用

谢 希

（国网重庆市电力公司 检修分公司，重庆 404100）

0 引 言

我国城市化的快速发展对城市的基础设施建设提出了更高的要求，而在基础设施建设中，高压开关柜一旦出现故障将会影响其电网的安全运行，从而对城市居民的正常生活造成影响。因此应该借助带电检测技术检测开关柜绝缘故障，了解设备的运行状况，并通过合理的分析与判断，保证开关柜能安全稳定运行，进而保障电力系统的供电质量。

1 带电检测技术简介

在开关柜的绝缘检测中，带电检测技术是一种常用的电力检测技术，借助一些检测设备对带电设备进行的现场检测，可以检测出开关柜的绝缘故障，但需要专业的检测人员，属于短时间的检测。一方面，带电检测可以借助专业的检测设备检测电力系统中存在的隐患，分析存在的隐患并制定科学合理的停电检修日期，以保障设备的后续运行。通过在设备运行中检测其状态可以减少因检测不完善给电力系统带来的损失，这种预防性试验需要遵循一定的周期性，即在运行一段时间后进行停电，然后对开关柜等电力设备进行检查，进而提高电力系统的安全运行水平。另一方面，在电力系统中利用带电检测技术可以对设备的状态进行评估，可以超前防范事故隐患，降低事故的损失率，保证供电的可靠性，具有灵活、有效以及及时的特点，在保电工作中发挥了重要作用[1]。

2 开关柜出现绝缘故障的因素

2.1 开关柜设备线路绝缘故障

在电力系统的运行中，由于设备使用年限长远或常规检测不及时，都可能导致开关柜出现线路老化等问题，如果没有及时对开关柜进行检修，将导致在运行过程中出现绝缘故障，从而影响电力系统的正常运转。

2.2 开关柜的制造工艺

开关柜的制造工艺也是其出现绝缘故障的重要因素，在制造过程中内部构建间距不达标、局部金属尖端处理不完善以及开关柜中的某处螺丝出现松动等制造工艺都会影响绝缘水平，导致开关柜出现绝缘故障。

2.3 开关柜设备内部本身的因素

在开关柜设备的正常运行中，其隔离插头一般都是正常的，但是长时间的运行可能会出现接触不良或者接触过载等情况，造成开关柜出现载流故障，进而出现触头燃烧和熔化等现象，使得开关柜的内部线路被破坏，从而出现绝缘故障。

2.4 其他因素

开关柜在运行的过程中如果被外力撞击，加上一些外界自然条件的影响，都会造成开关柜出现绝缘故障，此外开关柜内部的误动和拒动类故障也是其中常见的因素。一些开关柜在长时间的使用中由于没有定期检查机械，因此容易导致一些操作机构的机械出现故障，进而出现开关柜拒动的情况。

3 带电检测技术在开关柜绝缘故障检测中的运用

3.1 常见的检测技术

3.1.1 超声波检测技术

超声波检测技术可检测放电频率为10～1 000 kHz的电磁波信号。开关柜在运行的过程中可能会出现放电的情况，这种故障可借助超声波检测技术进行检测。当开关柜局部发生放电时，导体表面的电荷就会发生快速移动，移动的电荷会以电磁波的方式进行传递，进而导致开关柜出现绝缘故障，这时可以利用超声波的检测方式检测开关柜的局部放电情况，检测其电磁波信号值，根据开关柜的放电情况确定开关柜的绝缘故障情况[2]。

3.1.2 暂态低电压检测技术

当开关柜因内部问题发生局部性放电时，在断开面下，通过其内部导体的带电粒子会部分迁移到开关柜表面，长此以往就会在开关柜的金属面出现电压，从而影响开关柜设备的正常运行。而暂态低电压检测技术就是借助传感器接收电压数据，然后利用专业的设备对接收到的数据进行分析，判断开关柜中放电的电流量，进而判断出现故障的位置和大小，并制定相应的解决方案[3]。

3.2 应用分析

带电检测技术是开关柜绝缘故障检测的一种重要检测手段。在具体应用过程中，不同检测方式的应用也不同，下面将分析两种带电检测技术的具体应用。

3.2.1 超声波检测技术的应用

超声波检测技术主要是通过确定故障的位置和大小，进而制定针对性的故障检修方案。以某个变电站的开关柜绝缘故障检测为例，在使用超声波带电检测的过程中发现开关柜出现绝缘故障，分析其故障位置和具体情况发现测试的峰值达到8.5 mV，除有效值外，整个测试的周期性峰值超过25 mV达到26 mV，通过这些数据可以得知整个测试过程的相关频率在50 Hz和100 Hz时，开关柜的局部放电比较明显。如果在进行间隔测试时，超声波测试仪测得的信号出现较大程度的增加，而且呈现出不规律性，那么这时要及时进行检修。通过实际应用可以发现采用超声波检测技术进行绝缘故障检测时，一定要结合放电现象进行判断，然后采用针对性的方式进行维护。

3.2.2 暂态低电压检测技术的应用

在开关柜绝缘故障的检测中，暂态低电压检测技术要根据开关柜的具体使用情况来测试暂态电压。某一开关柜暂态电压的检测数据如表1所示。

表1 开关柜暂态电压的检测数据（单位：dB）

检测之后要将检测数据与原始数据或历史数据进行对比，通过数据对比分析可以了解开关柜的局部放电情况。从表1数据可以看出测试的电压数据值明显偏高，说明开关柜存在局部放电的安全隐患。但是不能仅凭一次检测就对一些故障进行确定，需要进行多次检测之后，将所有的数据进行对比分析，然后判断开关柜是否存在绝缘故障和局部放电故障等。因此，在开关柜的绝缘故障检测中，借助暂态低电压检测技术可以确定其故障的大小和位置，进而快速提高检测水平和质量。

3.3 具体案例

在电力系统的运行中，由于开关柜长时间受到内外各方面因素的影响，导致开关柜设备的绝缘不断恶化，进而产生局部放电情况，因此要加强检测。以某个变电站35 kV开关柜的暂态低电压检测为例，在检测的过程中发现35 kV分段隔离开关柜的后柜超声波测试数据异常超出标准，同时在检测过程中有强烈的放电声，初步判断开关柜内的设备出现了绝缘故障，且故障的位置可能在隔离开关静触头附近。35 kV开关柜局部放电检测数据如表2所示。

表2 35 kV开关柜局部放电检测数据

分析表2中的数据可知开关柜存在放电情况，初步判断放电的位置应该就在隔离开关静触头的附近，此时暂态低电压检测后需要检修出现放电的位置。在检修的过程中要先停电，停电后检查开关柜设备隔离开关静触头位置的情况，发现其触头的位置出现腐蚀有铜绿。根据实际情况判断隔离开关静触头出现放电情况的原因应该是由于近一段时间经常下雨，导致开关柜的外部环境过于潮湿，加上变电站处于山坡地带，造成湿度较大，从而出现上述问题。对此需要对变电站开关柜进行除湿，通过通风保持开关柜环境干燥，同时也要定期检查开关柜的周边环境，当开关柜所处环境较为潮湿时可以增加一些除湿装置，必要时增加除湿装置的数量，保证开关柜处于干燥的环境，从而确保开关柜的安稳运行。

4 结 论

在电力系统中，开关柜如果出现绝缘故障会极大地影响整个电力系统的正常运行。局部放电问题成为开关柜运行的主要安全隐患，对此要加强对开关柜绝缘故障的检测。借助带电检测技术对开关柜进行绝缘故障检测，不仅可以提高其检测的水平，而且还可以分析出出现绝缘故障的因素，制定相应的解决方案，同时也能快速定位开关柜的局部放电故障，操作方便、安全、快速且有效，提高了开关柜的检修效率。