开关柜放电探测技术的应用现状讨论

开关柜放电探测技术的应用现状讨论

李卫 黄博 马留二 尹丕祥 严孔浩 孙遥 熊晓川

云南电网有限责任公司普洱供电局

摘要：

本文简述了电气开关柜诱发故障的主要原因，讨论了柜体外进行放电监测实现开关柜绝缘性能判别的几种技术手段，分析了当前技术制约规模化应用的主要原因，提出了基于模块化多功能集成式传感器的经济性、可推广性、粗测与精测结合的运维策略。

关键词：开关柜 放电监测 绝缘 多功能 传感器

关键词： 开关柜 放电 监测 绝缘

1引言

高压开关柜是电力系统之中的一个关键电力设备。从运检记录分析，环境条件对高压开关柜的绝缘性能影响明显。直接引起开关柜绝缘性能下降的主要是受潮、污垢、接头发热等。

因此开关柜在预防性措施和检测手段方面都相继投入了各种技术，包括湿度监测、冷凝去湿、硅胶去湿、温度监测、放电监测等。而作为常规的运检手段，柜体外的检测成为主要的巡视手段。

2 开关柜绝缘检测手段

开关柜在运行过程中进行观测准确度高，能直接反映运行状态。但由于带电运行无法进行开柜检测，因此一般是采取内部置入传感器和外部探测结合的方式。内部的探测方式主要有：

母排或母排触头温度监测、湿度监测、套管放电监测、振动监测。

外部探测方式有：暂态对地电压、振动、红外测温。

由此可见，柜体外部可探测的参数极为有限，尽管目前相关研究深入了多点地电波、超声波的测量用于定位观测，但收效并不明显。从柜体运行情况观测，引起振动和产生地电波的设备比较多，很难根据放电特征识别柜体内部的具体情况。因此最好还是结合内部运行参数进行观测。

3 制约技术推广的相关问题

开关柜的运行状态监测相关技术研究及应用已经超过30年，但应用中发现，开关柜在线监测开展的情况并不普遍，这里面有几个原因制约了推广应用：

（1）柜体内的监测技术和柜体外的监测技术差异大，存在争议。到底选择柜体内部监测

或外部监测没有明确定论。

（2）柜体外的监测有效性和故障覆盖范围受到质疑。

（3）柜体内部的监测模块可靠性受到挑战。

（4）柜体外巡检的故障识别率不够，数据变动大，人工检测效率不高

（5）成本偏高，不利于普及。

笔者经过研究，目前制约开关柜监测主要的因素是成本和停电条件。如果停电条件满足，首选柜体内部的监测方式，另外柜体内部设备众多，选择合理合适的监测位置和监测技术也非常重要。

4 技术与成本的优化方案

目前主流的监测技术都是多模块，多功能的连接，不仅所需的供电条件复杂，安装条件也要求较高，模块的多功能化并不完整，存在体积偏大，功耗大，安装位置受限等一系列问题。目前笔者已经着手研制多功能化的集成式传感器模块，在功耗，安装尺寸方面均有较大的技术经济价值。这种经济型低功耗的集成式模块，集成了MEMS振动传感器，温湿度传感器，模拟量采集，红外传感器等，还可以通过脉冲或CT传感器实现放电类的监测。

具备LCD接口，可实现本地显示状态数据。

基于该特点的模块，可以将带LCD显示的方案用于柜体外部监测，因而不需重复投资。这种低功耗模块便于标准化生产，有利于灵活配置到柜体内外需要的监测区域。基于LCD显示的方案既可用于巡检，又可用于持续监测，达到一机多用的特点。

基于以上方案，可以将成本降低到现有技术方案的五分之一。

5 结论

本文讨论了开关柜的各种检测和在线监测技术，浅要分析了柜体内外监测的技术差异，提出了影响在线监测技术普及应用的主要制约因素为成本和技术通用性，多功能低功耗集成式传感器能够兼顾柜体内外的应用，通用性强，可提升安装规范性，有较好的技术发展空间。

6 参考文献

[1] 李刚，朱革兰． 配网开关柜状态检测与评价实施方式的探讨［J］． 高压电器，2013，49( 8) : 133 － 138．

[2]王流火，吕鸿，吴吉，等． 开关柜局部放电检测技术的应用研究［J］． 高压电器，2014，50( 3) : 62 －67．

李卫（1975-），男，云南电网有限责任公司普洱供电局，高级工程师，工程硕士，长期从事系统运行、系统保护、电力设备状态评估方面的研究工作。