CN202471903U - 一种开关柜局部放电tev检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种开关柜局部放电TEV检测系统，包括开关柜(1)，其特征在于：所述开关柜(1)外侧表面设置有探测器(2)，所述探测器(2)与局部放电测试仪(3)连接。本实用新型中提供的检测系统可用来确定开关柜内部局部放电发生的具体位置。

Description

一种开关柜局部放电TEV检测系统

技术领域

本实用新型涉及一种检测系统，具体地，涉及一种开关柜局部放电TEV检测系统。

背景技术

近几十年来，随着国内电网的规模持续扩大和电压等级不断升高，电力系统的安全问题日益受到人们的重视，维护电力设备的正常工作和生产输送高质量的电能也逐渐成为国民经济持续蓬勃发展的必然要求。电气设备是电力系统的基本元件，它的故障往往成为电力系统大型安全事故的诱因。大量资料表明，导致电气设备故障的主要原因是其绝缘性能的劣化。电气设备绝缘性能劣化的原因有很多，包括设备持续工作时间长、所施加电压等级高和受到强烈电磁冲击等。但是就电气设备自身而言，绝缘系统内部存在的一些弱点，例如在一些浇注、挤制或层绕绝缘内部出现的结构缺陷，则是导致绝缘故障的根本原因。因此，电气设备局部放电成为了电力系统在线监测的极其重要的一部分，对局部放电的测量、识别和定位也成为电力系统、企业和高校重点研究的一项课题。

开关柜能够安全、稳定的在电网中投入使用。但在实际运行中，开关柜仍然出现各种绝缘事故，尤其是在10kV及以上电压等级。开关柜绝缘方面的故障主要表现为外绝缘对地闪络击穿，内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，CT闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。

开关柜是指用于电力系统发电、输电、配电、电能转换和消耗中起通断、控制或保护等作用，电压等级在3.6kV～550kV的电器产品，主要包括高压断路器、高压隔离开关与接地开关、高压负荷开关、高压自动重合与分段器，高压操作机构、高压防爆配电装置和高压开关柜等几大类。高压开关制造业是输变电设备制造业的重要组成部分，在整个电力工业中占有非常重要的地位。

在电气设备的绝缘系统中，各部位的电场强度往往是不相等的，当局部区域的电场强度达到该区域的击穿场强时，该区域就会出现放电，但放电并没有贯穿施加电压的两导体之间，即整个绝缘系统尚未击穿，这种现象称之为局部放电。

局部放电一般不会引起绝缘的贯通性击穿，但是可以导致电介质(特别是有机电介质)的局部损坏。若局部放电长期存在，则在一定条件下可能造成绝缘介质电气强度的降低。因此局部放电对绝缘设备的破坏是一个缓慢的发展过程，对于高压电气设备来说是一种隐患。

根据麦克斯韦电磁场理论，局部放电现象的发生产生出变化的电场。变化的电场激起磁场，而变化的磁场又会感应出电场，这样，交变的电场与磁场相互激发并向外传播形成电磁波。

为了减小设备尺寸，使得结构更加紧凑，开关柜制造厂家在制造中采用了大量的绝缘材料，如环氧浇注的CT、PT、静触头盒、穿墙套管、相间隔板等，如果这些绝缘材料内部存在局部放电，放电电量先聚集在与放电点相邻的接地金属部分，形成电流脉冲并向各个方向传播。对于内部放电，放电电量聚集在接地屏蔽的内表面，因此，如果屏蔽层是连续时无法在外部检测到放电信号。但实际上，屏蔽层通常在绝缘部位、垫圈连接处、电缆绝缘终端等部位出现破损而导致不连续，这样高频信号就会传输到设备外层，形成暂态对地电压，简称TEV。经研究这种TEV信号直接与同一型号、在同一位置测量的设备的绝缘体的绝缘状况成正比。

在长期运行过程中，高压开关柜内的金属件、绝缘件等由于制造中潜伏的缺陷或者运行中产生的缺陷，会产生局部放电。实践表明，局部放电是导致设备绝缘劣化，发生绝缘故障的主要原因，且近年来的许多突发事故多是由局部放电所致。产生局部放电的条件取决于绝缘介质中的电场分布和绝缘的电气物理性能，通常局部放电是在高电场强度下，在绝缘体内电气强度较低的部位发生的。

绝缘结构中若存在局部电场较高(场强分布不均匀)，或因制造工艺不完善、运行中绝缘有机物分解、固体绝缘受机械力作用发生开裂等原因形成缺陷，运行中的这些部位就容易出现绝缘击穿、发生局部放电。此外在金属导体(或半导体)电极的尖锐边缘处，或具有不同特性的绝缘层间，也是局部放电容易发生的部位，高压系统组件在运行中由于绝缘介质中气泡或杂质的存在将导致局部场强增大、局部放电发生。这种放电不断蔓延和发展，会引起绝缘的损伤。如任其发展，会导致绝缘丧失介电性能而造成事故。此外，大多数机械破坏也会导致局部放电的产生。

实用新型内容

为解决上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种开关柜局部放电TEV检测系统，所述检测系统可用来确定开关柜内部局部放电发生的具体位置。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种开关柜局部放电TEV检测系统，包括开关柜，其特征在于：所述开关柜外侧表面设置有探测器，所述探测器与局部放电测试仪连接。

根据本实用新型所提供的一种开关柜局部放电TEV检测系统，采用的是，所述探测器为耦合式电容探测器。

根据本实用新型所提供的一种开关柜局部放电TEV检测系统，采用的是，所述探测器的数量为二个或多个。

本实用新型所提供的一种开关柜局部放电TEV检测系统的有益效果在于：基于TEV检测技术的中低压开关柜局部放电在线检测定位技术改变了电气设备传统的局部放电测试方式，与传统的局部放电测试技术相比具有不停电检测、定位准确、操作方便等优点。通过该技术的使用，为电力系统的电力设备状态检修提供了可靠的技术数据，是一种实用而又有效的检测技术。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种开关柜局部放电TEV检测系统的结构示意图。

图2为TEV的产生原理示意图。

图中，1、开关柜 2、探测器 3、局部放电测试仪 4、开关柜箱体接缝处 5、局部放电源。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型所提供的一种开关柜局部放电TEV检测系统作进一步的解释说明。

本实用新型所提供的一种开关柜局部放电TEV检测系统的连接方式如下：

如图1所示，开关柜1外侧表面设置有探测器2，所述探测器2与局部放电测试仪3连接。所述探测器2的数量为二个或多个。所述探测器为耦合式电容探测器。所述局部放电测试仪3可以选用PDcheck局部检测仪(上海坤友机电设备有限公司制造生产)。

TEV，即Transient Earth Voltage，暂态对地电压的产生原理如图2所示，开关柜1内部的放电主要有表面放电、内部放电、高压电极的尖端放电、电晕放电等。在放电过程中，由局部放电脉冲产生电磁波(通常是几千赫～几十兆赫)，同时在设备的金属封闭壳体上产生一个暂态对地电压(TEV)，我们可以通过耦合式电容探测器捕捉这个TEV信号，从而得出局部放电的幅值(dB)和放电脉冲频率。TEV信号(mV)与信号输出(dB)关系如下式：dB＝20log(mV)。

应用本实用新型所提供的一种开关柜局部放电TEV检测系统进行局部放电位置定位的方法如下：

测试过程中，确定局部放电发生的具体位置是非常重要的，将二个或多个探测器2安装在开关柜1金属箱体外表面的不同位置，利用局部放电脉冲信号先后到达不同探测器2的差别，由局部放电测试仪3对输入信息进行处理并直接输出到液晶显示器上，由此可得到有关局部放电发生位置的相关信息，

通过这二只耦合式电容探测器检测放电点发出的电磁波瞬间脉冲所经过的时间差来确定放电活动的位置，原理是采用比较电磁脉冲分别到达每只探测器所需要的时间。系统指示哪个通道先被触发，进而表明哪只探测器离放电点的电气距离较近。脉冲是以光速或接近光速进行传播的，所以必须能够分辨很小的时间差，通常为μs级。

此外，外部电磁波也会在开关柜金属壳体上产生TEV信号，因此，必须把干扰信号很好地判别出来，因干扰信号同时也会在其他金属制品(如：金属门、窗、栅栏等)上产生TEV信号，所以可以首先在上述金属制品上测量干扰TEV信号，然后在设备的金属壳体上测量，通过对比得出设备局部放电活动程度；或利用局部放电监测仪所附的多组探测器模拟一个干扰信号，处理器在对数据进行处理时，将干扰信号的影响考虑到输出结果中去。

利用TEV测量法在设备外壳上检测局部放电产生的瞬时地电压信号，可在设备运行时对设备内部的局部放电情况进行检测，使用方便，具有较好的抗干扰能力，适用于10～35kV空气绝缘开关柜、充气式C-GIS的电缆仓等空气绝缘设备。

TEV测量法对开封闭式高压开关设备进行局放在线监测，改变了传统的测试方法，可大大提高发现设备绝缘缺陷的几率，以便及时消除设备缺陷和隐患。同时结合设备巡视进行局放监测，还可增加巡视有效性，为最终实现长周期巡视提供技术支持，并为今后设备状态检修提供了依据。

本实用新型所涉及到的各装置、仪表的连接均为现有技术，故对相互之间的具体连接关系不再叙述。

Claims (3)

1.一种开关柜局部放电TEV检测系统，包括开关柜(1)，其特征在于：所述开关柜(1)外侧表面设置有探测器(2)，所述探测器(2)与局部放电测试仪(3)连接。

2.根据权利要求1所述的一种开关柜局部放电TEV检测系统，其特征在于所述探测器(2)为耦合式电容探测器。

3.根据权利要求1或2所述的一种开关柜局部放电TEV检测系统，其特征在于所述探测器(2)的数量为二个或多个。