非接触式超声波检测局部放电的原理分析

暂态对地电压法是通过检测开关柜局部放电在电气设备接地金属外壳上感应出电压来实现的。当开关柜对地绝缘部分发生局部放电时，高压带电导体对接地金属壳之间就有少量电容性放电电量，这种电容性放电电量的特点是电量很小（几兆分之一库仑），持续时间很短（几纳秒）。由于放电点在开关柜内部，电磁波产生的电压脉冲在金属外壳内表面上传播，被金属外壳所屏蔽。如果屏蔽层是连续的，则无法在外部检测到放电信号。实际上，屏蔽层通常在金属箱体的接缝处、气体绝缘开关的衬垫、垫圈连接处、电缆绝缘终端等部位因中断而导致不连续。当电压脉冲通过这些不连续处时，将通过这些通道传播出去，然后沿着金属壳外表传到大地。同时在开关柜的金属箱体上产生一个暂态对地电压（一般在几十毫伏至几伏，而且时间只能维持几纳秒），可以在运行中的开关柜金属外箱壳上放置电容耦合式传感器来检测这个信号。暂态对地电压产生原理图如图3-26所示。

图3-26 暂态对地电压产生原理图

非接触式超声波检测是将中心频率在40kHz附近的超声波传感器放置在被检测开关柜的缝隙处，当内部发生放电时，局部放电产生的超声信号传递到开关柜表面缝隙处，由超声波传感器将其转换为电信号，经进一步放大处理后到采集系统，达到检测局部放电的目的。(www.xing528.com)

非接触式超声波检测最明显的优点是没有强烈的电磁干扰，但是开关柜内的游离颗粒对柜壁的碰撞可能对检测结果造成干扰。同时，由于开关柜内部绝缘结构复杂，超声波衰减严重，在绝缘内部发生的放电则有可能无法被超声波探头检测到。

综上，将暂态对地电压与非接触式超声波检测方法结合应用，既可以排除现场电磁环境的干扰，也可以排除游离颗粒与柜壁碰撞等干扰，提高检测系统的抗干扰性，同时可以实现对局部放电源的基本定位。