引言

10kV金属封闭成套开关设备广泛应用于电力系统中，因此开关设备的安全可靠运行决定了电力系统的供电可靠性和安全性，开关设备在电力系统中起着关键作用。电气设备在长期运行中，由于电、热、化学等异常情况，会导致绝缘恶化甚至故障。开关柜事故统计分析显示，绝缘事故占开关柜事故的31.9%，居事故第一。开展开关柜局部放电在线检测，特别是采用临时电压和超声检测方法，对提前判断开关柜内部绝缘状况起到很好的辅助作用。

1、10kV开关柜局部放电危害分析

1.开关柜设备局部放电的危害性

在10kV开关柜运行过程中，绝缘介质或导电部分的局部放电可能会增加击穿的可能性，对10kV开关柜造成局部损坏。随着时间的推移，开关柜的绝缘导电性会增加。绝缘体导电性的增强会导致10kV开关柜被击穿，从而影响整个配电系统的安全。

在10kV开关柜的运行过程中，开关柜的局部放电会导致放电处的绝缘部分被击穿。开关柜绝缘体的局部击穿会影响整个开关柜的结构和功能，也会对整个配电系统的正常运行造成很大的威胁。

2.开关柜绝缘部分被击穿的危害性

10kV开关柜局部击穿后，如果工作人员不及时处理开关柜，随着时间的推移，10kV开关柜的放电位置会形成难以恢复的积累效果，导致开关柜绝缘部分开始崩溃，如果情况严重，可能导致开关柜绝缘部分完全破坏，直接影响10kV配电网的整体运行安全和稳定性。

二、开关柜局部放电带电技术在10kV配电网中的应用

1.高压开关柜局部放电检测技术要求

在开关柜局部放电检查过程中，第一步是检查设备，检查设备参数设置是否快捷简单，设备有自己的校对检查功能，方便相关技术人员确认设备是否正常运行，节省时间和精力。此外，检查设备主机时检测探头的传输线路应为同轴屏蔽结构，两者之间的阻抗应相互适应。同时，在检测前，必须对检测探头进行相应的验证，以确保检测数据正确，反映设备的真实情况。

2.10kV配电网开关柜检测的具体方法

10kV开关柜常用的局部放电检测方法有两种，即超声检测方法和TEV检测方法，使用范围不同。超声波检测方法主要用于10kV开关柜的运行。如果开关柜在运行过程中放电，则会显示在超声波频谱中。该频谱的显示强度由放电情况的严重程度决定。我们可以通过超声波的频率和强度来计算开关柜部分释放了多少功率。TEV检测方法，这种方法在开关柜开始运行时不能使用，所以如果我们想使用这种方法应该在开关柜启动一段时间后使用，当开关柜开始局部放电时，在开关柜垫圈连接和绝缘部分和电线绝缘端会出现绝缘损坏。同时，这些释放的电磁波在释放过程中会产生暂态电压，通过开关柜的金属部分接地。在使用TEV检测方法时，我们需要使用电容耦合传感器来帮助我们检测TEV的信号，从而准确地获得开关柜的脉冲和相应的放电范围。

三、测试原理

1.暂态地电压检测

当开关柜内部部件对地面绝缘发生局部放电时，少量放电能量会以电磁波的形式转移到柜体的金属铠装上，产生几十纳秒左右的暂态脉冲电压，根据传输线效应在柜体表面传播。地电压局部放电检测技术采用容性传感器探头检测柜体表面的暂态脉冲电压，从而发现和定位开关柜内部的局部放电缺陷。

地电压局部放电定位仪主要用于测量和定位35kV和10kV开关柜的局部放电情况。该仪器通过两个距离600毫米或更远的电耦合探测器进行测试，不仅可以显示局部放电的存在和强度，还可以根据放电脉冲到达两个探针的不同时间确定放电的具体位置。

局部放电监测仪可以连续监测和分析一段时间内的局部放电活动，以及环境（如电压波动、温度等）变化引起的局部放电变化，分析放电水平及其变化，判断放电情况。该仪器具有局部放电的定量和定位功能。

2.超声检测

超声波检测技术主要采用20kHz以上频带的超声波，不受外部噪声的干扰。一般认为，由于超声波检测探头完全放置在设备外，放电信号通过绝缘介质严重衰减，灵敏度差，难以定量分析，仅对局部放电初步测量和严重空气中的放电更有效。但在实践中，也发现超声波方法可以检测到地面电压甚至超高频手段无法发现的缺陷，特别是当某一发展阶段的缺陷主要反映在振动信号上时，超声波检测方法具有优势。

四、TEV和超声波判断方法

经过多年的现场应用和经验，开关柜局部放电检测最有效的方法是结合TEV（暂态电压）和超声波。TEV判断的基础是检测“暂态对地电压”，原则上是一种比较性的检测技术。开关柜上的检测结果应与其他同类型开关柜的检测数据进行比较，或与开关柜本身之前的检测数据进行比较。如果检测到的数据大于同一型号的其他开关柜，或大于以前的结果，则表明开关柜存在放电活动，然后推断出故障的可能性。不同国家和地方电力公司的运营设备技术条件和运行环境不同，使用的异常判断标准也不同。新加坡新能源电网和上海电力公司目前使用的TEV异常限值如下:如果设备上测量的信号绝对值大于20dB或设备上测量的TEV信号大于背景信号10dB，局部放电脉冲数(2秒内)大于50，则认为设备中可能存在有害的局部放电。如果定位结果显示局放置在某一设备或部件上，则应更换或修理设备。

超声波检测原则上是一种声音检测技术。由于临时电压检测原理为电容耦合，为了有效检测开关柜的局部放电信号，临时电压传感器必须与金属柜紧密接触。开关柜超声检测时，由于超声传感器为开放式，传感器应接近开关柜表面间隙、观察窗、温度孔等部位（不得靠近开关柜，确保传感器与设备之间有空气通道），并保持传感器静止，避免因传感器抖动而影响检测结果。请注意，在检测过程中，使用耳机听被检测设备是否有放电声音，然后判断放电的严重程度。判断应以耳机中检测到的声音信号为主，辅以检测值，因为空气中的其他声音信号会导致检测仪器振幅的变化，但不会有放电特征声（嘶嘶声）。

结语

电力是国民经济的基础，关系到人民群众的切身利益和社会经济的发展。因此，保证电力设备的正常运行，避免设备故障导致供电中断或大面积停电尤为重要。统计显示，70%以上的高压电力设备故障是绝缘故障，因此及时高效地发现和消除这些问题尤为重要。局部放电检测是发现设备绝缘问题的有效手段。