35 kV開關(guān)柜局部放電檢測(cè)與定位技術(shù)的應(yīng)用

岳彩鵬，高春燕，陳 虎

(國網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000)

35 kV開關(guān)柜局部放電檢測(cè)與定位技術(shù)的應(yīng)用

岳彩鵬，高春燕，陳 虎

(國網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000)

介紹了通過暫態(tài)地電壓(TEV）、超聲波(AE)以及特高頻(UHF)3種局部放電檢測(cè)技術(shù)，成功發(fā)現(xiàn)的一起某220 kV變電站35 kV開關(guān)柜局部放電缺陷案例，并對(duì)缺陷原因進(jìn)行分析，提出了防范措施，對(duì)于開關(guān)柜局部放電隱患排查具有一定的借鑒意義。

開關(guān)柜；局部放電；暫態(tài)地電壓檢測(cè)；超聲波檢測(cè)；特高頻檢測(cè)

0 引言

10，35 kV金屬封閉式開關(guān)柜在變電站廣泛使用，其運(yùn)行安全直接影響整個(gè)變電站的供電可靠性。開關(guān)柜內(nèi)的絕緣缺陷或劣化、接觸不良等都會(huì)成為其安全運(yùn)行的隱患。在缺陷形成的初期，傳統(tǒng)的停電例行試驗(yàn)無法檢測(cè)出，但局部放電所產(chǎn)生的電磁波、聲波、光波，可從開關(guān)柜封閉金屬箱體的接縫和小玻璃窗中泄漏出來，并在金屬柜體與地之間傳播。因此可采用局部放電暫態(tài)地電壓(transient earth voltages，TEV)、超聲波(AE)及特高頻(UHF）等放電測(cè)試技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。

1 缺陷發(fā)現(xiàn)經(jīng)過

某220 kV變電站35 kV開關(guān)柜為廈門ABB開關(guān)有限公司產(chǎn)品，2007年投運(yùn)。

2015-03-13，變電站試驗(yàn)人員對(duì)該站開關(guān)柜進(jìn)行帶電測(cè)試時(shí)，檢測(cè)到龐煙線311間隔柜、龐梁線312間隔柜、龐工線321間隔柜均存在暫態(tài)地電壓及超聲波信號(hào)。其中，3個(gè)間隔柜前后觀察窗暫態(tài)地電壓信號(hào)較強(qiáng)烈，而超聲信號(hào)只在柜后上部存在異常，并且幅值不大，于是決定縮短測(cè)試周期進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)。

2015-04-29，試驗(yàn)人員對(duì)該站進(jìn)行復(fù)測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，在35 kV龐煙線311間隔柜內(nèi)部存在局部放電。該放電信號(hào)特征與懸浮電極放電特征相似，應(yīng)為懸浮電極放電，放電信號(hào)幅值較大，應(yīng)盡快安排停電檢修。

2015-06-16，對(duì)該站35 kV開關(guān)室Ⅰ段母線進(jìn)行停電檢查，發(fā)現(xiàn)311間隔C相穿柜套管均壓彈簧及穿柜套管內(nèi)壁均存在明顯黑色放電痕跡，母線均壓彈簧因放電已出現(xiàn)明顯豁口，套管內(nèi)壁導(dǎo)電層放電位置呈現(xiàn)洞狀。經(jīng)對(duì)故障現(xiàn)象分析，判斷為穿柜套管內(nèi)均壓彈簧與套管內(nèi)壁接觸不良形成懸浮電位造成放電。長時(shí)間的放電造成均壓彈簧、穿柜套管內(nèi)壁燒傷，隨著時(shí)間的延長，將會(huì)擊穿穿柜套管造成接地短路。該缺陷的及時(shí)發(fā)現(xiàn)，成功避免了一起母線接地短路造成的停電事故。

2 檢測(cè)分析方法

2.1 初測(cè)

2015-03-13，試驗(yàn)人員利用暫態(tài)地電壓及超聲波2種方式對(duì)35 kV開關(guān)柜進(jìn)行測(cè)試。暫態(tài)地電壓(TEV)方法檢測(cè)，背景14 dB，測(cè)量數(shù)據(jù)見表1。

超聲波模式測(cè)試背景-5 dB，只在311間隔、312間隔、321間隔柜后上部存在異常，且幅值不大，最大僅為14 dB。因此懷疑柜體母排存在異常，異常部位應(yīng)主要集中在311間隔、312間隔、321間隔。因?yàn)榉烹娦盘?hào)不是很大，所以決定縮短跟蹤監(jiān)測(cè)周期進(jìn)行復(fù)測(cè)。

2.2 復(fù)測(cè)

2015-04-29，試驗(yàn)人員仍首先采用局放暫態(tài)地電壓及超聲波2種方式對(duì)35 kV開關(guān)柜進(jìn)行測(cè)試。暫態(tài)地電壓(TEV)方法檢測(cè)背景15 dB，測(cè)量數(shù)據(jù)見表2。

表1 3月13日局放暫態(tài)地電壓(TEV)測(cè)量數(shù)據(jù) dB

表2 4月29日局放暫態(tài)地電壓(TEV)測(cè)量數(shù)據(jù) dB

超聲波模式測(cè)試背景-3 dB，在311間隔、312間隔、321間隔柜后上部存在異常，且幅值最大達(dá)到26 dB。因此懷疑柜體母線部位可能存在異常，異常部位應(yīng)主要集中在311間隔、312間隔、321間隔。

為了確定信號(hào)源的大致位置，采用特高頻時(shí)間差方法進(jìn)行定位分析，測(cè)試結(jié)果如圖1所示。圖中上部波形為傳感器在312間隔柜下端測(cè)得；下部波形為傳感器在311間隔柜下端測(cè)得。

圖1 311與312間隔柜特高頻時(shí)差法測(cè)試結(jié)果

由圖1可以看到，下部特高頻信號(hào)在時(shí)間上超前于上部特高頻信號(hào)，因而可判定特高頻信號(hào)源應(yīng)該靠近311間隔柜。

類似地，對(duì)311間隔和321間隔進(jìn)行同步測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如圖2所示。上部波形為傳感器換到321間隔柜下端測(cè)得；下部波形的傳感器位置仍為311間隔柜下端。

圖2 311與321間隔柜時(shí)差法測(cè)試結(jié)果

由圖2的測(cè)試結(jié)果可以看到，下面的特高頻信號(hào)(311間隔)在時(shí)間上超前于上部的特高頻信號(hào)(321間隔)，且前者幅值遠(yuǎn)大于后者，因而可斷定特高頻信號(hào)應(yīng)源于311間隔柜。

為了確定信號(hào)源在311間隔柜中的位置，將傳感器分別安放在311間隔柜的上端和下端，測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

圖3 311間隔柜上、下端特高頻時(shí)差法測(cè)試結(jié)果

由圖3可以看到，下部的特高頻信號(hào)(311間隔柜上端)在時(shí)間上超前于上部的特高頻信號(hào)(311間隔柜下端)，因而特高頻信號(hào)源應(yīng)該靠近311間隔柜上端。

3 現(xiàn)場(chǎng)停電檢查

2015-06-16，對(duì)該站35 kV開關(guān)室Ⅰ段母線停電檢查處理。在拆除母線及穿柜套管過程中，發(fā)現(xiàn)311間隔內(nèi)與312間隔之間的C相穿柜套管上，均壓彈簧及穿柜套管內(nèi)壁均存在明顯黑色放電痕跡，母線上均壓彈簧因放電已出現(xiàn)明顯豁口，套管內(nèi)壁導(dǎo)電層放電位置呈現(xiàn)洞狀。判斷為穿柜套管內(nèi)均壓彈簧與套管內(nèi)壁接觸不良，形成懸浮電位，造成放電，照片如圖4，5所示。

圖4 母線套管燒損情況

圖5 均壓彈簧燒損情況

4 結(jié)束語

（1） ABB公司這種穿柜套管內(nèi)的均壓彈簧固定方式不是很合理，隨著開關(guān)柜運(yùn)行時(shí)間的積累，勢(shì)必會(huì)造成均壓彈簧固定松弛，導(dǎo)致均壓彈簧及穿柜套管內(nèi)壁接觸不良，形成懸浮電位。因此對(duì)安裝這種穿柜套管結(jié)構(gòu)的開關(guān)柜應(yīng)加強(qiáng)關(guān)注，發(fā)現(xiàn)有異常放電信號(hào)時(shí)，要縮短測(cè)試周期進(jìn)行跟蹤測(cè)試，必要時(shí)進(jìn)行停電更換。

（2） 采用TEV，AE及UHF這3種測(cè)試方法聯(lián)合檢測(cè)局放信號(hào)，對(duì)開關(guān)柜設(shè)備缺陷的檢測(cè)與定位是非常有效的，因此在例行測(cè)試時(shí)，若發(fā)現(xiàn)可疑放電信號(hào)，可采用這3種測(cè)試方法聯(lián)合檢測(cè)。

1 章 濤，王俊波，李國偉.10 kV開關(guān)柜局部放電檢測(cè)技

術(shù)研究與運(yùn)用[J].高壓電器，2012，48(10)：100-104. 2 任 明，華 東，陳曉清，等.采用暫態(tài)對(duì)地電壓法綜

合檢測(cè)開關(guān)柜局部放電[J].高電壓技術(shù)，2010，36(10)：

2 460-2 466.

2015-07-20；

2016-04-22。

岳彩鵬(1984-)，男，工程師，主要從事高壓試驗(yàn)檢修工作，email：huanjuniceandrun@163.com。

高春燕(1973-)，女，高級(jí)技師，主要從事高壓試驗(yàn)檢修工作。

陳 虎(1978-)，男，技師，主要從事高壓試驗(yàn)檢修工作。