:电力开关柜作为电力体系的要害设备广泛运用于输电配电网络，其运转可靠性直接影响着电力体系供电质量及安全功用。开关柜绝缘状况检测与毛病确诊是及时修理、替换和防备绝缘毛病的重要技能手法。在论述开关柜绝缘状况评价的基础上，指出其内典型的部分放电类型;比照剖析了运用于开关柜部分放电检测办法的原理、技能特色及运用;总结了部分放电在线监测的运用现状与开展趋势，展望了在物联网环境下开关柜绝缘状况检测与毛病确诊的未来方向。

　　电力开关柜作为电力体系的要害设备，广泛运用于输电配电网络，承担着开合、操控和保护用电设备的作用，其运转可靠性直接影响着电力体系供电质量及安全功用。跟着我国经济的迅猛开展，电力体系的安稳性和可靠性成为衡量城市现代化进程和日子质量的重要规范，其对电力开关柜等电力设备本身的安全可靠性提出了新的应战。开关柜内部绝缘结构多样，实践运转环境杂乱(高温、尘埃、湿润等)，加之或许存在的出产质量及工艺缺点，在长时间运转进程中绝缘功用或许发生劣化，然后在电场作用下引发部分放电(PartialDischarge，PD)，部分放电的进一步开展加重绝缘老化，严峻时或许导致电气设备毛病，影响电力体系的安全安稳运转。研讨标明，因为绝缘问题引发的运转毛病是开关柜事端的首要原因之一。

　　现在，电力设备部分放电检测是开关柜绝缘状况评价的重要手法，其为保证开关柜安全安稳运转发挥了要害的作用，并得到了电网公司的推行。依据检测原理与搜集信号的不同，高压开关柜局放检测首要有:超高频(UHF)局放检测，暂态地电压(TEV)局放检测，超声波(AE)局放检测及以上技能的联合检测。跟着国家电网公司“三型两网”战略的提出，电力体系朝着主动化与智能化方向不断开展，经过先进的传感器技能、丈量技能、网络技能和通讯技能对电力设备绝缘状况进行检测评价在开关柜毛病确诊中有侧重要的含义。

　　据不完全统计，开关柜毛病中有37．2%是因为开关柜绝缘问题导致的，可见开关柜绝缘毛病是开关柜毛病的首要原因。开关柜在运转进程中，作业人员误操作、开关动作和雷击都会引发过大的电压。因为制造进程、装置进程、运转保护方面构成绝缘设备的机械损害是引发绝缘毛病的重要原因。在开关柜导流体系中，当导电回路触摸部位氧化、触摸松动、过载等都将导致触头触摸不良、触摸电阻增大，构成载流毛病的发生，出现触头温度过高以及环境温度升高都会引发绝缘的热老化问题。环境要素如尘埃污染、空气湿度大也会构成绝缘介质的化学老化，构成开关柜毛病。因而电应力、机械应力、热老化和化学老化的一起作用是引发绝缘材料劣化，开展成为绝缘毛病的根本原因。开关柜绝缘状况评价是及时修理、替换，防备发生绝缘毛病的重要技能手法。开关柜绝缘状况评价首要将部分放电、运转环境(包含气温、气压、湿度等)作为检测方针，部分放电是引发绝缘问题的根本原因，因而本文侧重对开关柜部分放电检测办法进行论述。

　　绝缘毛病埋伏期会发生放电现象，开关柜内的部分放电首要有以下4种:因为制造工艺引进绝缘介质内部的气隙、杂质等构成绝缘介质内部缺点引发的内部放电;因为暴露在空气中的金属外表毛刺引起的顶级电晕放电;绝缘介质外表污染物引起的沿面放电;因为结构规划缺点、运送以及运转进程中结构缺点构成的触摸不良引起的悬浮电位放电。不同类型放电示意图如图1所示。不同类型的部分放电相位剖析(PRPD)谱图如图2所示。不同放电类型的PRPD谱图特性显着不同，依据放电相位和幅值的差异可作为模式辨认的重要依据。

　　部分放电直接和显着的现象是导致电极间的电荷移动。具体表现在:①放电部位带电粒子的改变。当发生部分放电时，带电粒子会快速地由带电体向非带电体搬迁(如开关柜柜体)，并在非带电体上发生高频电流。②辐射高频电磁波信号。依据麦克斯韦电磁场理论，部分放电会发生改变的电场，改变的电场激起磁场，这样交变的电场与磁场彼此激起，并向外传达便构成电磁波。极短时间内的放电脉冲会发生较高频率的电磁波，并向外辐射。依据上述两个原理可知，部分放电的发生必然会随同电流和电磁波的发生，实践上除此之外部分放电还伴有超声波、气体生成物、光、热。依据部分放电时随同发生的这些物理现象，能够将检测手法分为电丈量法和非电丈量法。

　　电力开关柜绝缘状况检测与毛病确诊依照检测状况分为离线检测和带电检测。离线检测具有布景搅扰小的长处，但因为需求停电检修，本钱高，耗时长，逐步被带电检测替代。带电检测又能够细分为定时检测和在线监测两种。定时检测依托仪器在电力设备运转中对巡检时间的运转状况进行检测，用于发现设备运转中潜在的毛病问题。在线监测一般是将监测设备的传感器长时间置于被检测的设备内部或许外外表临设备的运转状况进行实时监测。定时检测和在线监测都具有被测设备不停电、检测工况与运转工况完全一致的长处。在线监测凭仗其实时监测和剖析开关柜现在绝缘状况的才能，包含辨认毛病前期预兆的猜测才能，对现已发生的扰动做出呼应才能，准确度更高，成为当下状况检测与毛病确诊的开展趋势。

　　部分放电检测法的依据是部分放电所发生的各种物理现象，并经过丈量各种现象所发生的物理量来表征部分放电的强弱。开关柜绝缘状况检测的办法首要有超高频(UHF)检测法，暂态地电压(TEV)检测法、超声波(AE)检测法、红外检测法、化学检测法。其间超高频(UHF)检测法，暂态地电压(TEV)检测法、超声波(AE)检测法首要用于开关柜内部分放电检测。

　　超高频(UHF)检测法是指对频率介于500~1500MHz区间的部分放电电磁波信号进行搜集、剖析、判别的一种检测办法[5]。经过UHF传感器(也称为耦合器)接纳辐射的超高频电磁波，传感器能够将电磁波信号转化成电压信号，然后完成部分放电的检测。UHF传感器分为内置传感器和外置传感器两种。超高频检测法具有检测信号频率高、外界搅扰信号少等特色，能够极大地前进电气设备部分放电检测才能，特别是跟着在线监测的开展，超高频凭仗着杰出的抗搅扰才能、可靠性和灵敏度有着较高的运用价值。超高频检测法部分放电检测如图3所示。各国的研讨均标明，超高频法用于高压开关柜部分放电在线监测有很好的远景。

　　超声波与声波相同，是物体机械振荡的传达方式。部分放电是一种快速的电荷开释或搬迁的进程，发生部分放电时，部分的电场应力、机械应力与粒子力失去平衡而发生振荡，然后发生超声信号。部分放电常伴跟着频率高于20kHz的超声波，超声波信号经过不同介质并向四周传达。超声传感器装置在柜内，首要受环境噪声和振荡信号的影响。超声传感器装置在开关柜柜体外层噪声较小，可是超声波跨过金属传达时衰减很大，因而超声信号首要经过开关柜外壳缝隙传出，超声传感器装置在开关柜缝隙处检测作用好。超声波传感器运用压电晶体作为声电转化元件将超声信号转化为电信号，并经过进一步扩大及信号处理后传输到搜集体系进行剖析，以到达检测部分放电的意图。天津某电力设备公司研制出产的一种典型外置非触摸式超声传感器如图4所示，其选用自吸附式规划，能够方便地装置于开关柜外壳缝隙处，不影响原开关柜运转和结构，中心频率为40kHz，已广泛运用于电力开关柜的部分放电在线监测体系中。

　　地电波(TransientEarthVoltage，TEV)理论由Dr．JohnReeves在1974年提出。TEV检测法作为一种经典的开关柜部分放电检测办法，得到了开展和重视。依据麦克斯韦理论，电磁波在空间传达时遇到导体，会使导体发生感应电流，且感应电流与激起其电磁波的频率相同。由部分放电脉冲发生的电磁波通常是几千赫兹到几十兆赫兹，因而开关柜柜体内部电磁波传输到开关柜柜体内外表并在接近放电点的金属外表会感应出短的脉冲电流。遭到“集肤效应”的影响，此脉冲电流首先在金属屏蔽内外表传达，假如金属外壳对内是接连屏蔽的，则无法在外部检测到部分放电信号，可是实践上开关柜的金属外壳在绝缘衬垫、箱体衔接处、终端等部位会存在不接连的缝隙，高频脉冲电流信号可经过这些缝隙传输到开关柜柜体外层，发生一个暂态电压，此电压信号称为暂态对地电压(TEV)，在开关柜外外表经过专用的耦合电容传感器即可测得此信号，而且经过此信号判别开关柜内是否存在部分放电以及放电的强弱。超声法和TEV法检测原理如图5所示。

　　考虑到开关柜的结构和装置现场环境的影响，以及测验人员的现场实验，发现电力开关柜绝缘状况部分放电检测选用声电联合检测的办法更能反映运转状况。英国仪安科技(EATechnology)公司的部分放电检测技能和产品运用于全球40多个国家的电力公司和电力企业，首先发明晰TEV开关柜局放检测技能，出产研制的多功用手持式部分放电检测仪UltraTEVPlus+(UTP1)是部分放电日常巡检的手持式定量东西。

　　在我国，相关研讨尽管起步较晚，可是依然取得了较大的前进，现在也有同类部分放电检测产品面世，如天津学子电力设备科技有限公司的PEV-100，是一种依据超声法和TEV法的手持式部分放电带电检测设备，内置非触摸式超声传感器和TEV传感器来检测开关柜内的绝缘状况，可数值显现局放的幅值、频率、严峻性指数等参数，具有毛病预警功用和数据贮存功用。PEV-100经济性、实用性、准确度和确诊才能有明显前进，手持式部分放电检测设备PEV-100如图6所示。

　　过热毛病的检测以红外测温老练。电气设备在发生部分放电时伴跟着发热，红外检测法经过红外线丈量仪器对这些电热能量进行转化以检测部分放电区域的温度改变，然后完成部分放电信号检测的意图。此外还有紫外吸收光谱技能检测开关柜内部的臭氧气体含量，并以此判别其内部绝缘被氧化程度。环境的湿度对开关柜的绝缘功用有着较大影响，因而也作为一种防备部分放电的检测参数。化学检测法是运用电气设备绝缘发生部分放电时，设备的绝缘材料会发生分化损坏，发生部分新的生成物，经过对这些生成物的成分和浓度进行检测就能够评价绝缘状况。化学检测法只能定性地对部分放电进行检测，对开展缓慢的前期埋伏性电气设备毛病灵敏度较低。以上几种检测办法要点用于运转环境参数的检测，是一种评价电力开关柜绝缘状况的辅佐手法。

　　电力开关柜智能在线监测体系大部分由搜集端、通讯网络和监控中心三大部分构成，是以保证电网设备安全运转、长途操控、实时搜集数据和剖析数据为方针的监控体系。一方面在线监测是改进设备保护修理不及时的重要手法，为开关柜运转毛病提早预警决断动作供给有力支撑，也是电网设备安全可靠运转的条件;另一方面搜集传感器搜集到的数据，充分运用大数据实时评价开关柜的运转状况、前进毛病剖析才能、主动预警，辅佐确诊、盯梢毛病并给出用户主张是完成电力开关柜办理信息化和智能化的中心竞争力。

　　典型的在线所示，其体系首要由监测主机、传输中继和后台服务器三部分构成。这种新式电力开关柜在线监测设备经过在开关柜金属箱体外侧合理安置的传感器取得开关柜实时部分放电信号，将信号在检测主机内处理后依托传输中继运用传输技能完成信号传输到后台服务器。传输技能分为有线(如线缆、光纤等)和无线(ZigBee、蓝牙、WiFi等)两种。离线所示，运用于不方便衔接外网的当地。互联网下的后台服务器主页界面如图9所示。

　　图9中，服务器搜集体系中可完成数据主动处理及剖析，包含在线监测实时数据制作部分放电图谱、悉数设备在线监测横向数据趋势比照、单台设备在线监测趋势剖析以及历史数据查询功用。因为部分放电信号的检测遭到多种要素影响而出现不确定性，因而体系凭借多个传感器回传数据进行比较，并将实验数据制作成不同图谱进行剖析，对超越戒备值的反常点生成预警信息。后台服务器中能够查询一切历史数据，为日后毛病确诊和老化评价供给很多的数据支撑。在线监测可有用处理通道数量受限、长途操作困难、呼应慢、作业量大、经济性差等问题，大幅前进开关柜监测体系的剖析和确诊才能。

　　物联网在在线所示。在电力开关柜检测体系中前进传感器感知才能和多种传感器联合检测是改进部分放电检测体系漏判误判的条件。电力开关柜智能在线监测体系运用传感器获取实时数据，经过手机、平板电脑、工作电脑等设备和无线通讯技能完成运转保护人员和在线监测设备的互联，然后到达对电力开关柜运转状况进行检测的意图，对前进电力开关柜监测功率以及设备的安全运转具有现实含义。完成物与物、物与人的智能处理和双向互动才能，使多种开关柜状况检测传感器接入网络，构成一个以电网网络为依托，衔接用户和开关柜检测设备的巨大物联网网络。

　　AIM-T系列绝缘监测仪首要运用在工业场所IT配电体系中，首要包含AIM-T300、AIM-T500和AIMT500L三款产品，均适用于纯沟通、纯直流以及交直流混合的体系。

　　工业用绝缘毛病定位产品合作AIM-T500L绝缘监测仪运用，首要包含ASG200测验信号发生器，AIL200-12绝缘毛病定位仪，AKH-0.66L系列电流互感器，适用于出线回路较多的IT配电体系。

　　绝缘监测耦合仪合作AIM-T500绝缘监测仪运用，首要包含ACPD100，ACPD200，适用于沟通电压高于690V，直流电压高于800V的IT配电体系。

　　(1)电力开关柜作为电力体系中非常重要的配电设备，其运转的可靠性对整个电力体系有侧重要含义。开关柜的大都毛病都是绝缘性毛病，绝缘毛病埋伏期会发生部分放电现象，由放电类型和放电成因可得到不同的检测办法。

　　(3)在线监测技能将成为电力开关柜绝缘状况检测与毛病确诊的开展方向。打造物联网大环境下的在线监测体系，到达物与物、物与人的智能处理和双向互动的开关柜检测体系，为全职业的开展发明更大的机会，对完成电力开关柜智能检测的长途操作、快速呼应、安全监控、数据剖析和确诊评价具有非常重要的运用价值和远景。

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