開關柜暫態對地電壓測試不穩定因素及改進方法淺析

暫態對地電壓 TEV 法是常見的開關柜局
放放電的檢測技術，在監測領域，由于可以觀
測到趨勢圖譜和時間周期內的平均值，短時的
信號波動造成的數據不穩定性可以較為直觀的
進行過濾和處理。但對于巡檢類設備，如手持
式 TEV 檢測設備，由于 TEV 傳感器需要接觸
柜體實現定點測量，因此通常采取移動探測不
同位置的方法來歸納和篩選放電嚴重的區域。
據實際應用，巡檢類 TEV 檢測結果存在
數據穩定性差的普遍性問題。
1 手持式TEV檢測方法的數據波動原理
由于 TEV 傳感器主要用于探測 10-100M
范圍的脈沖信號，由于目前沒有傳感器頻響特
征統一的標定規程，在既定頻帶內傳感器線性
度是否滿足要求，是一個非常關鍵的穩定性指
標。另一方面，在高頻端放電信號發生時，如
傳感器中心頻率偏向高頻，則檢測的信號相對
穩定，但放電信號處于較低頻段時，數據穩定
性變差。相反，如傳感器中心頻率偏向低頻，
以高頻端為主的傳感器頻響增益會遇到類似問
題。
因此手持式 TEV 是一種較為粗略的測試
方法，當需要重點監測時，應進行現場放電特
征的統計，將在線監測系統的工作頻帶調試到
最佳位置，或采取多個頻帶自動切換的辦法。
2 手持式暫態對地電壓檢測的改進方法
一種辦法是提高檢測門限值，或將檢測
開關柜暫態對地電壓測試不穩定因素及改進方法淺析
文/李衛 虢文斌 馬思哲 古陽洋 吳治軍 史俊
暫態對地電壓 TEV 法是巡檢
類開關柜局放放電的常用技術，
由于巡檢時間短，常規的 TEV 傳
感器需要貼敷開關柜表面才能實
現定點探測，該模式存在數據波
動性大，判據單一的問題。本篇
提出的基于區域放電場強的測試
方法，一方面可實現非接觸式測
量，另一方面可實現區域化放電
綜合場強的快速測試，從而提高
巡檢效率的同時一定程度減少單
點測試的盲從性和不確定性。
摘
要
門限值作為可設置的啟動門檻，這是一種幅度
過濾法，實際應用受到諸多局限，如靈敏度降
低的問題。
另一種辦法是提高檢測帶寬的可設置度，
根據現場測試需要，可手動或自動調整測試頻
帶，以搜索到最佳的探測頻率特性。
測試頻帶的調整可通過軟件或硬件進行
調整，當需要較大范圍調整時，硬件調整將作
為主要技術核心。
3 區域化場強測試方法
筆者介紹一種通過改進TEV傳感器特征，
采取頻率可調整方案實現穩定性和靈敏度的提
升。
主要特征表現為：
（1）通過高靈敏度調諧放大器，實現非
接觸式的區域化的探測。區域化探測是一種區
域場強平均值，相較于單點位置的放電信號，
更加穩定。該步驟的實現措施為：提高信噪比
和放大器增益、提高傳感器的探測傾角。
（2）通過改變傳感器特征響應頻率，即
調整中心頻率及其有效帶寬的方法，實現放電
信號最佳特性的捕捉。該步驟的實現措施為：
改變物理電容、調整鎖相環頻率參數或采取軟
件過濾的辦法。
4 分析方法討論
常用的 TEV 傳感器獲得的數據穩定性差
對檢測運維人員造成困擾的另一重要原因是分
析模式單一，即僅通過放電強度或脈沖個數來
表征放電特性，一旦放電強度指示數據波動明
顯后，則可能導致脈沖個數的統計不準確，無
法進行甄別。一般僅在探測到較明顯放電信號
的條件下，數據波動并不能影響到觀測到局部
較大放大信號數值時，TEV 的探測結果才能
作為捕捉到放電信號的依據。如觀測到信號強
度在 10-25dBuV 范圍進行波動時，一般僅作
為巡檢記錄，作為觀測值；如信號強度達到
15-40dBuV，可以作為超過警戒線進一步處理。
如采取改變特征響應頻率的辦法，如通
過從10M,20M,50M,70M,100M作為中心頻率，
帶寬 10M 范圍進行搜索，可能探測到實際信
號強度已經攀越 40dBuV（對應無搜索功能的
10-25dB 例子），則根據該數據可提前進行處
理，減少故障蔓延機率。
另一方面，隨著放電持續時間的增大，
放電頻率可能降低，由此傳統的基于脈沖個數
的分析方法可能會出現脈沖個數減少的情況，
這并不能代表放電信號減弱，很容易導致將歷
史數據判別為干擾。
由此可見，通過頻率搜索的解決方案，
不僅有利于跟蹤到實際最高放電強度，獲得相
對穩定的判定數據作為依據，還能利于觀察放
電信號隨頻率變化的趨勢，如放電頻率在觀測
周期內持續，緩慢向低頻移動，且放電強度高
于警戒值，則可認為放電嚴重程度增加。
5 小結
本篇淺析了巡檢類 TEV 檢測遇到的數據
不穩定的一些外部因素和檢測設備自身原因，
提出了基于頻率搜索的檢測方法，有助于減少
數據波動帶來的負面影響。實際應用中，可考
慮對 TEV 傳感器進行改進，但這需要建立在
對 TEV 傳感器的頻率線性度、靈敏度，有效
帶寬等參數的了解基礎上，由此，對 TEV 傳
感器，尤其是一體化設備開展精密的校準工作
是切實必要的。
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文 .
作者簡介
李衛（1975-），男。工程碩士學歷。現為云
南電網有限責任公司普洱供電局高級工程師。
主要研究方向為變電設備運行檢修管理。
作者單位
云南電網有限責任公司普洱供電局 云南省普
洱市 665000