開關(guān)柜局放巡檢
1. 脈沖電流法
脈沖電流法的檢測對象是局部放電發(fā)生時產(chǎn)生的脈沖電流,通過檢測阻抗可以得到與脈沖電流成比例的脈沖電壓信號,從而獲得相關(guān)放電基本信息。脈沖電流法是最基礎(chǔ)的局部放電檢測方法,具有國際通用標準,在局部放電領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,能夠用于其他檢測方法的標定。該方法結(jié)構(gòu)簡單,便于實現(xiàn),檢測頻率一般在10MHz以下,得到的放電脈沖含有豐富的信息,可以用來進行數(shù)學統(tǒng)計和標準制定,用于分析不同放電下的數(shù)學規(guī)律,對于脈沖信號反應(yīng)靈敏,并且可以根據(jù)國家標準進行校準,易于定量分析。但是在現(xiàn)場測試時,測量回路容易受到電磁干擾,受環(huán)境影響嚴重,測量信號頻帶較窄,當有用信號與現(xiàn)場噪聲混雜在一起時不容易進行識別,容易湮沒在環(huán)境背景噪聲中。因此這種方法在使用推廣上受到限制,難以應(yīng)用于現(xiàn)場環(huán)境的測量。2. 特高頻(UHF)檢測法
由于傳統(tǒng)的局部放電測量方法存在頻帶較窄,抗噪聲能力弱等問題,因此近年來能夠有效解決上述問題的特高頻(UHF)檢測法得到了快速發(fā)展。UHF法是在上世紀80年代由英國的Boggs和Stone最早提出并應(yīng)用在氣體絕緣開關(guān)設(shè)備(Gas Insulated Switchgear,GIS)的局部放電檢測中。特高頻法的理論依據(jù)是開關(guān)柜內(nèi)發(fā)生局放時激發(fā)出的電磁波,其頻率最高可能達到GHz級別,這一頻率的電磁信號可以通過設(shè)置在開關(guān)柜內(nèi)的天線傳感器接收到,從而對信號進行進一步的分析,判斷出故障類型和故障距離等由于UHF法測量頻率高達GHz,遠遠超過一般情況下電氣設(shè)備所處環(huán)境中的干擾信號的頻率,因此能很好的避開常規(guī)情況下的低頻干擾噪聲,獲得優(yōu)質(zhì)的放電信息,同時UHF法靈敏度較高,對局部放電反應(yīng)準確,有效檢測范圍廣泛,是一種比較先進的監(jiān)測手段,因此得到了廣泛的關(guān)注和發(fā)展。但也要注意,UHF檢測法只能對局部放電進行定性分析,不像脈沖電流法那樣能對局部放電的放電量進行標定。同時在開關(guān)柜中安裝特高頻檢測天線的成本較高,這些缺陷影響了UHF檢測法在高壓開關(guān)柜局部放電檢測方面的應(yīng)用。
3. 暫態(tài)對地電壓(TEV)檢測法
暫態(tài)對地電壓(TEV)法是由英國的Dr.John Reeves在1974年首次提出;近年來得到了國內(nèi)外局放測量領(lǐng)域的重視。暫態(tài)對地電壓檢測法認為根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,當高壓開關(guān)柜發(fā)生局部放電時,會產(chǎn)生出交替變化的電磁場并激發(fā)產(chǎn)生電磁波,而電磁波信號會在柜體內(nèi)部進行傳播并在屏蔽不連續(xù)的地方泄露到柜體外殼。泄露的電磁波信號會在外殼上感應(yīng)出一個感應(yīng)電流,并通過設(shè)備表面存在的波阻抗形成脈沖電壓,這個電壓即暫態(tài)對地電壓信號,簡稱TEV。將TEV信號通過傳感器進行接收,就能由此對開關(guān)柜內(nèi)部的放電信息進行推測判斷。該方法不能作為定量測量手段,通常用于比較性測量。以上是通常采用的電檢測法,他們的共同點是通過對電極間電荷移動產(chǎn)生的物理現(xiàn)象進行檢測。在局部放電發(fā)生過程中,除了發(fā)生電荷移動,同時也會產(chǎn)生各種非電信號,對這些非電信號的檢測就形成了非電檢測法。非電檢測法在檢測過程中受電氣設(shè)備干擾較小,但只能定性檢測局部放電,難以定量檢測放電強度,因此通常作為現(xiàn)場測量的輔助手段。非電檢測法主要有以下幾種:
4. 超聲波檢測法
局部放電發(fā)生時間較短,其瞬時功率較高,釋放的能量會以熱能的形式被周圍的介質(zhì)吸收,分子被加熱后會形成一個聲源,產(chǎn)生超聲波信號,由于放電時間短,所以產(chǎn)生的聲波具有很寬的頻譜范圍。超聲波信號在開關(guān)柜柜體中傳播,被傳感器的壓電晶體接收轉(zhuǎn)換為電信號,并通過進一步放大采集后進行后續(xù)的分析。典型的超聲波傳感器的中心頻率約在40kHz附近,檢測頻帶在10Hz-100MHz,因此超聲波檢測法能夠有效避開現(xiàn)場音頻(20Hz-20000Hz)干擾源產(chǎn)生的干擾噪聲,接收到局部放電產(chǎn)生的超聲波信號。超聲波檢測法的靈敏度在低頻段的檢測效果甚至好于電測法。該方法不影響電氣設(shè)備的安全運行,不受電磁信號的干擾,同時超聲信號明顯的方向性使得通過多傳感器檢測陣列對局放進行定位成為可能。但需要指出的是,超聲波信號在傳播過程中嚴重受到開關(guān)柜內(nèi)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的限制,柜內(nèi)金屬板的存在會造成信號衰減,同時開關(guān)柜內(nèi)部介質(zhì)對超聲波的反射和吸收都會進一步加大超聲波檢測的難度。因此超聲波檢測法通常是作為局部放電的輔助檢測手段出現(xiàn)。