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中低壓開關柜的狀態(tài)監(jiān)測的研究背景
開關柜是電力系統(tǒng)的關鍵主設備之一，其運行狀態(tài)對電力系統(tǒng)的可靠性具有重大影響。統(tǒng)計表明，20世紀90年代中國電力系統(tǒng)開關事故類型分布如下：機械故障（拒分、拒合、誤動）33.3%，絕緣故障37.3%，溫升故障（載流）8.9%，其它20.5%。因此，有必要對高壓開關柜的機械、溫升及絕緣狀態(tài)實施在線監(jiān)測，及時發(fā)現事故隱患，防止事故發(fā)生。
目前，開關設備的維修方式正向狀態(tài)維修方向發(fā)展，而在線監(jiān)測、診斷技術則是狀態(tài)維修的重要依據，同時也是提高設備運行可靠性的基礎。
開關設備內部絕緣部分的缺陷或劣化、導電連接部分的接觸不良都使安全運行受到威脅。根據1989-1992年間全國電力系統(tǒng)6-10kV開關柜事故統(tǒng)計，絕緣和載流引起的故障占總數的40.2%，其中由于絕緣部分的閃絡造成的事故占絕緣事故總數的79.0%。而由于隔離插頭接觸不良造成的事故占載流事故總數的71.1?？梢?，由絕緣和接觸不良導致的故障所占比率是很高的，宜采取適當的方法進行監(jiān)測。在上述情況下，在事故潛伏期都可能產生放電現象，故可以通過對放電的監(jiān)測得到相關的信息。
開關柜的可靠性的統(tǒng)計表明，電氣故障通常的故障特征是在*擊穿前發(fā)生局部放電。而開關柜內部由于制造時出現毛刺、安裝運輸時部件松動或接觸不良引起的電極電位浮動、運行中絕緣老化、以及各種情況下可能出現金屬微粒等各種缺陷都可能導致不同程度的局部放電。長期的局部放電使絕緣劣化損傷并逐步擴大，進而造成整個絕緣擊穿或沿面閃絡，進而對設備的安全運行造成威脅，導致設備在運行時出現故障，以至引起系統(tǒng)停電，出現一系列的反應，比如可能會引起大面積的停工停產，而且修復工作又要比過去分離的敞開設備復雜很多，造成的直接損失和間接損失是巨大的，相比于開關柜的故障造成的損失相比，開關柜的檢測費用要小的多，問題的關鍵是要有可靠的檢測手段。局部放電檢測是目前開關柜絕緣在線監(jiān)測與診斷有效的方法。局部放電既是開關柜絕緣劣化的征兆和表現形式，又是絕緣進一步劣化的原因。由于絕緣擊穿的后果經常比較嚴重，因而受到國內外的關注。顯然，對開關柜進行局部放電檢測能夠有效地發(fā)現其內部早期的絕緣缺陷，以便采取措施，避免其進一步發(fā)展，提高開關柜的可靠性。
局部放電檢測技術不僅可以彌補耐壓試驗的不足，而且通過局部放電在線監(jiān)測能發(fā)現開關柜制造和安裝的“清潔度”，能發(fā)現絕緣制造工藝和安裝過程中的缺陷、差錯，并能確定故障位置，從而進行有效的處理，確保設備的安全運行。因此，對開關柜局部放電實施檢測具有十分重要的工程意義。
為了推進電力設備的狀態(tài)檢修進程，國家電網公司于2010年上半年發(fā)布了《電力設備帶電檢測技術規(guī)范（試行）》。其中對于開關柜，做了如下的規(guī)定。
開關拒檢測項目、周期和標準
（1）紅外熱像檢測
開關柜及進、出線電氣連接處，紅外熱像圖顯示應無異常溫升、溫差和(或)相對溫差。注意與同等運行條件下相同開關柜進行比較。測量時記錄環(huán)境溫度、負荷及其近3小時內的變化情況，以便分析參考。
- 檢測和分析方法按DL/T664規(guī)定。
- 新設備投運后1周內應開展一次測溫。
- 對大電流柜酌情考慮。
（2）超聲波局部放電檢測
一般檢測頻率在20-100kHz之間的信號，若有數值顯示，可根據顯示的dB值進行分析。若檢測到異常信號可利用超高頻檢測法、頻譜儀和高速示波器等儀器和手段進行綜合判斷。
- 新設備投運、大修后1周內應進行一次檢測。
- 異常情況應縮短檢測周期。
（3）暫態(tài)地電壓檢測
每個站所有開關柜檢測時應使用同一設備進行。有異常情況時可開展長時間在線監(jiān)測，采集監(jiān)測數據進行綜合判斷。
- 新設備投運后1周內應進行一次檢測。
- 相對值:被測設備數值與環(huán)境數值(金屬)差。
- 異常情況可開展長時間在線監(jiān)測。