开关柜局放测试仪与超声波检测方法原理

中高压金属封闭开关柜在变电站中应用广泛，其安全运行直接影响整个变电站供电的可靠性。非常有必要检测其运行状态。在长期高温、高压、振动、潮湿等影响下，加之制造过程中的潜在缺陷，高压开关柜内部的金属部件可能会产生局部放电，从而降低电气绝缘强度.如果不及时处理，可能会导致严重的后果。今天小编就为大家介绍一下高压开关柜局部放电测试仪的检测方法和原理。首先简单介绍一下开关柜局部放电测试仪。该设备包含两种类型的传感器：超声波传感器和 TEV 传感器。简而言之，该仪器依靠这两个传感器进行测试。

根据麦克斯韦电磁场理论，局部放电会产生变化的电场，变化的电场会激发磁场，变化的磁场会感应出电场，从而交变电场和磁场相互激发并向外传播形成电磁波。对于内部放电，放电电流集中在接地屏蔽的内表面，因此如果屏蔽层是连续的，则外部无法检测到放电信号。事实上，屏蔽层通常在绝缘部位、垫片连接处、电缆绝缘端子等处损坏和不连续，使局部放电产生的电磁波通过不连续的部位传递到设备表面。屏蔽层，产生于设备表面。感应电流，在器件表面存在波阻抗，然后在器件外层形成对地瞬态电压，简称TEV。

目前，大多数TEV检测方法采用电容耦合检测器来检测局部放电的幅度和放电脉冲频率。工作原理如图1所示。一般来说，单芯10kV电缆的波阻抗约为10Ω，35kV开关柜母线室金属外壳的波阻抗约为70Ω。当电缆或母线室发生局部放电，产生100mA左右的脉冲电流时，持续10us，金属外壳上就会出现1-7V对地电压。传统的脉冲电流法用表观放电量来表示放电强度，但由于工作现场存在大量电磁信号，在定量分析中存在不可忽视的干扰。同样由于电磁干扰，TEV检测不是定量测量的手段，而是用相对读数来表示放电强度。该方法主要用于比较测量，主要用于比较某组特定设备中各设备的运行情况，以确定维修的第一顺序。还可以对单个设备进行及时跟踪测量，发现其放电活动的变化，了解设备的损坏情况。

当局部放电发生时，在放电区，分子之间会发生剧烈碰撞，产生宏观声波。频率大于20kHz的称为超声波。通过检测局部放电产生的超声波信号来检测局部放电的方法称为局部放电超声波检测法。开关柜的噪声主要集中在低频区，多在20kHz以下。超声波方法用于局部放电检测。应避开干扰频率范围，以高频为目标。但是，频率越高，声波在传输过程中的衰减就越大。因此，采用超声波法进行局部放电检测的频段一般在几十到几百kHz。

典型的超声波传感器的中心频率约为40kHz，通常固定在开关柜外壳上，压电晶体作为声电转换元件。当开关柜内部发生放电时，局部放电产生的声学信号传到开关柜表面，超声波传感器将其转换成电信号，经放大器放大后传送到采集系统。图2是超声波检测开关柜局部放电的方法示意图。路径1是空气中的超声波信号到达机柜内壁的最短路径，然后穿过铁皮到达传感器。路径二是超声波从放电源通过空气直接传输到传感器位置，然后通过铁皮进入传感器。另外，超声波在箱体内传播时会发生不同程度的折射和反射。在一定的角度内，可能会出现由于超声波全反射而无法接收信号的现象。

超声波检测方式的最大优点是不受电干扰，可以实现放电源的精确定位。但开关柜内的自由颗粒碰撞柜壁可能会干扰测试结果；同时，由于开关柜内部绝缘结构复杂，超声波绝缘的衰减和折射使某些绝缘内部的局部放电无法检测。

综上所述，TEV与超声波检测方式的结合应用，既可以消除现场电磁环境的干扰，也可以消除自由粒子碰撞柜壁的干扰，大大提高了检测系统的抗干扰能力，同时可以实现本地发布。电源的精确定位。

华天电力http://www.whhuatian1.com专业电测15年，产品选型丰富，值得信赖的电测设备厂家