Unigear ZS1開關柜的局放測量試驗

陳天鑫

（廈門ABB開關有限公司，福建 廈門 361006）

局放測量指在電場作用下絕緣系統(tǒng)中部分區(qū)域發(fā)生放電，沒有貫穿在施加電壓的導體之間。絕緣中的某些薄弱部位在高電場作用下發(fā)生局部放電是普遍存在的現(xiàn)象，在一定的條件下會導致絕緣的劣化或擊穿。在產品運行過程中絕緣材料會受到高溫、高壓、油污、化學物質、振動等各方面的作用，絕緣性能會不斷惡化。反之局放對絕緣的惡化起到推動作用，最終可能導致導體之間的擊穿或短路。

（一） 視在放電電荷qa 在發(fā)生局放時，施加電壓的兩端可能出現(xiàn)的脈動電荷稱為視在放電電荷。在一個試品中可能出現(xiàn)重復的視在放電電荷，通常以穩(wěn)定出現(xiàn)次數(shù)最多值最大的視在放電電荷即為該試品的放電量。

（二） 放電重復頻率N 在測量時間內，每秒出現(xiàn)放電次數(shù)的平均值稱為放電重復率，單位為/s 。實際上受到測試系統(tǒng)靈敏度和分辨能力所限，測得的放電次數(shù)只能是視在放電電荷大于一定值時放電間隔時間足夠大的放電脈沖數(shù)。

（三） 起始和熄滅電壓當施加電壓逐漸增大，到達能觀察到局部放電時的最低電壓值，為起始放電電壓。當外加電壓逐漸減少到沒有局部放電時，這時的施加電壓值就是放電熄滅電壓。

（四） 背景噪聲水平是在局放試驗中檢測到的外部干擾信號。可能包括測試系統(tǒng)中的白噪聲和其他回路的連續(xù)或脈沖信號。或有其他設備的電源操作、附近的高壓源、或是系統(tǒng)本身所具有的噪聲等引起。有些是通電后才觸發(fā)的，這種干擾現(xiàn)象會隨電壓值升高而增大。

UniGearZS1開關柜的局放測量試驗是根據(jù)GB 3906要求下進行的，參考所收集的判定方法和數(shù)據(jù)進行的研究和探索。產品從絕緣相間距與局放量要求（表1-相間距與局放量要求），額定電壓等級越高其局放要求越苛刻，相間距小容易出現(xiàn)局放現(xiàn)象。而從產品整體設計來分析，影響因素按部件分有套管、銅排、靜觸頭盒、斷路器、CT、傳感器等；按材料成分有環(huán)氧樹脂、銅、ABS、DMC、BMC、SMC、PC等。

依 據(jù) 標 準 DL/T 404-2007 GB/T 11022-2011 GB 3906-2006 GB 3906-2006

額定電壓等級（kV） 相間隙（mm）工頻耐壓值（kV） 1.1Ur局放值（kV） 1.1Ur局放要求值（pC） 1.1Ur/√3局放值（kV）1.1Ur/√3局放要求值（pC）

3.675253.961002.2810

7.2100307.921004.5710

121254213.21007.6210

241806526.410015.2410

設備名稱施壓方式試驗電壓（kV）試驗時間（min） 允許局放量（pC） 參考標準

交接值運行值

干式變壓器（10kV） 自激 1.1Um 603030 GB1094.3-2003

1.1 Um/√3603030

干式變壓器（35kV） 1.1Um 605050 GB1094.3-2003

1.1 Um/√3605050

套管外施 1.05UN/√3 >11020 GB/ T4109-2008

固體絕緣互感器外施 1.2Um/√3 >120100 GB 1207-2006GB 1208-2006

（一） 電暈放電，如銅排導體加工過程中存在的毛刺和尖端導致的局部放電現(xiàn)象。一般在主回路周圍容易出現(xiàn)的放電現(xiàn)象，我們一般稱這種為電暈。當尖端電極周圍的電場強度30kV/cm或更高時會產生。對于空氣絕緣開關柜的絕緣體表面的污垢、水分和灰塵是比較容易出現(xiàn)電暈現(xiàn)象。

（二） 絕緣體與導體接觸面之間的氣隙，可能是在產品生產過程中留下來的，也可能是材料本身的熱脹冷縮出來的。這種現(xiàn)象大都出現(xiàn)在元器件本體上，元器件的導體與環(huán)氧樹脂材料銜接部分最為薄弱。材料介質不同特別是金屬導體與絕緣介質的膨脹系數(shù)差異，可能會出現(xiàn)裂縫或氣泡。氣隙中分配的電場場強高，而本身的擊穿場強低，帶著在氣隙中會產生放電。

（三） 澆注絕緣氣體中的缺陷，如絕緣材料存在的氣泡、裂紋等產生的局部放電。這種缺陷時由于內部氣泡或裂紋的情況不一，導致在局放測量時所觀察到的響應波形不一致，局放值在一定電壓下始終存在無法熄滅。環(huán)氧樹脂材料制造的可能存在工藝缺陷等問題導致。如此一來只要絕緣體受到高電壓作用，就有發(fā)生局部擊穿或者重復性擊穿的可能性。

（四） 懸浮電位放電的形式是指高壓設備中主回路斷開，造成該部件位于高壓電極與低壓電極之間并根據(jù)其位置的阻抗比獲得分壓發(fā)生放電，稱為懸浮電位。

上述試驗判定是能夠定性地找出問題的方向，到實際試驗過程中還可以通過如下幾個途徑進行進一步驗證。第一，橫向對比法，即對相同柜型的測量結果做比較，如果其中一臺的檢測結果偏差大，則確定存在缺陷；第二，趨勢分析法，分析同柜型在不同試驗狀態(tài)下的測量值，從而進行縱向比較來判定產品的缺陷點。如果整個回路局放值偏大，可以分段進行驗證對，根據(jù)不同狀態(tài)的測量值再進行比較；第三，閾值比較，即提供判斷閾值將其與開關柜的檢測結果做出比較，分析結果判定開關柜的狀態(tài)。在試驗過程中發(fā)現(xiàn)局部放電的因素參見。

序號 問題 措施

1 夾在銅排和螺絲間的殘留物 更換安裝工具

2物料標簽翹邊與帶電體離太近 供應商將圖號打印方式

3 銅排或螺絲上涂抹油脂太多 要求油脂薄且均勻

4 銅排拋光后的銅屑表面有尖端 清潔銅排、絕緣皮與銅排交界處。

5 塑料螺絲裂和表面毛刺 安裝前清潔物料

6 物料表面有污漬物 供應商將圖號打印方式

7 CT一次端螺絲孔臟 清潔螺絲孔

8 CT極性標簽紙破損 供應商更改標注方式。

總之，局部放電測量試驗體現(xiàn)出了一系列的系統(tǒng)復雜性，要優(yōu)先排除外部條件的影響后再進行試驗。在實際的試驗過程中選擇合理、有效的檢測方法，確保開關柜的局放試驗滿足要求。

[1]幸晉渝，劉念.高壓開關柜的在線監(jiān)測與故障診斷技術[J].四川電力技術，2004.