隨著生產力和科學技術的迅速發展,電力在整個國民經濟和人民日常生活中發揮著越來越重要的作用。無論是高度生產自動化的工業用電還是居民越來越依賴的生活用電,保證供電可靠性都是電力系統必須解決的首要問題。高壓開關柜在電力系統中起著重要的作用,承擔著正常線路的投入、退出以及故障線路的切除,對電網和負荷的安全、穩定運行起著控制和保護的雙重作用。根據國家電網公司高壓開關設備運行狀況統計分析,截止2009年底,公司系統僅12kV-40.5kV開關柜在運量己經達到了33萬面。一旦發生故障,隨之產生的后果也是十分嚴重的。直接的危害是被開關柜所控制保護的線路、設備受損,電量損失;間接的危害則是造成用戶大面積停電,影響正常的生產、生活甚至社會穩定。高壓開關柜的安全穩定運行時刻關系著電力系統的可靠運行。絕緣故障在開關柜故障中占有很大比例。在絕緣故障的情況下,事故潛伏期會發生局部放電(partial discharge,PD)現象。大量統計分析表明,局部放電是造成絕緣故障的主要原因,也是絕緣劣化的重要征兆。因此,監測局部放電可有效地發現開關柜內部存在的絕緣故障缺陷,從而及時進行針對性檢修,免除故障排查的繁瑣和人力、物力、財力的浪費,避免停電事故的發生。開關柜局部放電監測方法主要有脈沖電流法、超聲波法、射頻法、紫外脈沖監測法、暫態對地電壓(transient earth voltage,TEV)法、超高頻(ultra high frequency,UHF)法。 UHF法是通過監測開關柜局部放電過程產生的UHF電磁波信號實現局部放電監測,由英國中央電力局(CEGB)實驗室于20世紀80年代初期提出。在高壓開關柜運行現場,變電站背景噪聲和空氣中電暈干擾其頻率通常小于400MHz。因此,在超高頻范圍內(500-1500MHz)提取局部放電產生的超高頻信號,外界干擾信號少,因而檢測系統受外界干擾影響小,可以極大地提高高壓開關柜局部放電在線監測的可靠性和靈敏度。
開關柜結構