局部放電檢測設(shè)備最早是在1919年被研制出來的,1924年“西林電橋法”首先應(yīng)用到實(shí)物檢測,一年后,Schwaige:發(fā)現(xiàn)電暈放電能產(chǎn)生電磁波,1928年Starr和Loyd提出了較為正式的局部放電檢測技術(shù),即“平行四邊形測量法”,1960年Malinaric和Dakin在此技術(shù)基礎(chǔ)上提出了“積分電橋法”,該方法提出后吸引眾多研究人員投入到局部放電檢測課題中,局部放電發(fā)生過程中會產(chǎn)生物理和化學(xué)現(xiàn)象比如聲效應(yīng)、光效應(yīng)、電效應(yīng)、熱效應(yīng),化學(xué)分解物等,相對應(yīng)的局部放電檢測技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生,并將其分為兩類:電檢測法、非電檢測法。
1.1 非電檢測法
局部放電過程中的物理現(xiàn)象以及化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生各種各樣的信息,比如化學(xué)氣體、聲、光、熱等,非電檢測法就是檢測非電信號進(jìn)而判斷有無局部放電以及局部放電嚴(yán)重程度等,非電檢測的優(yōu)勢在于干擾相對較少。接下來介紹三種非電檢測技術(shù):(1)聲檢測法
聲檢測法是檢測局部放電過程中產(chǎn)生的聲信號來判斷局部放電情況,但人為走動、機(jī)械振動等會干擾聲檢測。聲檢測也能定位放電源的位置。現(xiàn)今聲電傳感器越來越靈敏,轉(zhuǎn)換效率越來越高,因此采用聲測法進(jìn)行局部放電檢測精度也非常高,現(xiàn)在基于聲檢測法的檢測設(shè)備也較為普遍。局部放電產(chǎn)生的聲信號本身十分微弱還要經(jīng)過金屬外殼,顯然超聲波傳感器檢測到的信號極其微弱,所以傳感器應(yīng)緊貼開關(guān)柜表面。(2)光檢測法
光檢測法局限性較大,僅透明介質(zhì)可采用光測法,而且靈敏度偏低,空氣中的電暈放電可以采用光檢測法。(3)熱檢測法
局部放電發(fā)生處也會引起該部位溫度上升,采取紅外攝像儀可以檢測到該現(xiàn)象,但是局部放電產(chǎn)生的溫差不容易判別又不能定量分析,因此局部放電檢測中此法使用的非常少。經(jīng)過對上述非電檢測法的介紹可知:非電檢測法不易檢測而且很難定量檢測,因此非電檢測法常用來作為輔助檢測而主導(dǎo)檢測采用電測法。
1.2 電檢測法
檢測局部放電產(chǎn)生的電信號稱為電檢測法,局部放電最終會形成脈沖電流,在電極上會引起電壓變化,結(jié)合麥克斯韋定理,局部放電的窄脈沖電流信號能夠激出各種各樣的電磁波信號,電力設(shè)備的檢測正是檢測這些信號?,F(xiàn)今開關(guān)柜常用的電檢測法有暫態(tài)對地電壓(Transient Earth Voltages, TEV)檢測法、特高頻(Ultra High Frequency,UHF)檢測法。(1)TEV檢測法
Dr.John Reeves在1974年首先提出了暫態(tài)對地電壓。目前,TEV檢測法在開關(guān)柜局部放電檢測中己得到廣泛應(yīng)用,檢測原理是電容耦合,在開關(guān)柜表面安裝TEV傳感器,采集該信號便可獲取局部放電信息。國內(nèi)使用最為廣泛的設(shè)備是由英國的EA Technology公司研發(fā)的便攜式TEV檢測設(shè)備。(2)UHF檢測法
UHF檢測法是檢測局部放電發(fā)出的特高頻電磁波。局部放電中的特高頻電磁波頻率約在300MHz到3GHz范圍內(nèi)。20世紀(jì)80年代局部放電檢測的頻帶相對較窄常低于1MHz,抗干擾能力差導(dǎo)致局部放電檢測效果不理想。Boggs和Stone在1982年進(jìn)行局部放電研究中將檢測設(shè)備的測量頻率提升至1GHz后能較好的測得GIS的PD信號脈沖。國內(nèi)有研究人員將UHF法應(yīng)用在開關(guān)柜局部放電檢測中,經(jīng)實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證:UHF法檢測開關(guān)柜是可行性的。綜合上述電測法和非電測法在開關(guān)柜局部放電檢測中的應(yīng)用,對常用檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域等進(jìn)行總結(jié),如表所示是開關(guān)柜常用檢測方法的優(yōu)缺點(diǎn)的比較。