随着生产力和科学技术的迅速发展,电力在整个国民经济和人民日常生活中发挥着越来越重要的作用。无论是高度生产自动化的工业用电还是居民越来越依赖的生活用电,保证供电可靠性都是电力系统必须解决的首要问题。高压开关柜在电力系统中起着重要的作用,承担着正常线路的投入、退出以及故障线路的切除,对电网和负荷的安全、稳定运行起着控制和保护的双重作用。根据国家电网公司高压开关设备运行状况统计分析,截止2009年底,公司系统仅12kV-40.5kV开关柜在运量己经达到了33万面。一旦发生故障,随之产生的后果也是十分严重的。直接的危害是被开关柜所控制保护的线路、设备受损,电量损失;间接的危害则是造成用户大面积停电,影响正常的生产、生活甚至社会稳定。高压开关柜的安全稳定运行时刻关系着电力系统的可靠运行。绝缘故障在开关柜故障中占有很大比例。在绝缘故障的情况下,事故潜伏期会发生局部放电(partial discharge,PD)现象。大量统计分析表明,局部放电是造成绝缘故障的主要原因,也是绝缘劣化的重要征兆。因此,监测局部放电可有效地发现开关柜内部存在的绝缘故障缺陷,从而及时进行针对性检修,免除故障排查的繁琐和人力、物力、财力的浪费,避免停电事故的发生。开关柜局部放电监测方法主要有脉冲电流法、超声波法、射频法、紫外脉冲监测法、暂态对地电压(transient earth voltage,TEV)法、超高频(ultra high frequency,UHF)法。 UHF法是通过监测开关柜局部放电过程产生的UHF电磁波信号实现局部放电监测,由英国中央电力局(CEGB)实验室于20世纪80年代初期提出。在高压开关柜运行现场,变电站背景噪声和空气中电晕干扰其频率通常小于400MHz。因此,在超高频范围内(500-1500MHz)提取局部放电产生的超高频信号,外界干扰信号少,因而检测系统受外界干扰影响小,可以极大地提高高压开关柜局部放电在线监测的可靠性和灵敏度。
开关柜结构