500 kV HGIS設備聯合帶電檢測分析

羅 彤，李學斌，郎業興，王 冰

（1.國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006；2.國網遼寧省電力有限公司檢修公司，遼寧 沈陽 110006）

經驗交流

500 kV HGIS設備聯合帶電檢測分析

羅 彤1，李學斌1，郎業興1，王 冰2

（1.國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006；2.國網遼寧省電力有限公司檢修公司，遼寧 沈陽 110006）

對某500 kV變電站HGIS設備開展聯合帶電特高頻局部放電檢測、超聲波局部放電檢測與SF6氣體成分分析檢測工作，發現500 kV場區1號主變一次5023間隔2號隔離開關A相氣室局部放電檢測數據異常，經診斷該處異常疑似氣室內部靠母線側隔離開關部件松動、絕緣件表面污穢或內部氣隙引起的放電缺陷，在此基礎上提出加強設備檢測工作的合理化建議。

帶電檢測；隔離開關；局部放電；放電缺陷

為保障電氣設備的安全運行，確保供電可靠性，需要對電氣設備進行例行試驗［1－2］。隨著高電壓、大容量電力系統的發展，對電力系統安全可靠性的要求進一步提高，傳統例行試驗需停電、按固定周期進行，不能及時發現電氣設備絕緣缺陷，反映設備即時狀況的局限性越來越明顯［3－6］。停電試驗與設備實際運行狀態存在巨大差異，很難保證對設備狀態評價的準確性［7－8］。

為研究電氣設備在實際運行狀態下的特性參數，實現輸變電設備的帶電檢測，對推動電氣設備狀態檢修工作具有重要意義［9－11］。本文針對某500 kV變電站HGIS設備開展聯合帶電檢測，依據設備在實際運行過程中的檢測參數對隔離開關氣室的在線工作狀態進行評估，并給出合理化建議。

1 檢測對象及項目

針對某500 kV變電站5023間隔2號隔離開關A相氣室進行聯合帶電檢測，該隔離開關型號為LW13A－550，內部結構如圖1所示。變電站采用3／2接線方式，5023間隔分別連接500 kVⅡ母和1號主變，其中2號隔離開關氣室為斷路器靠母線側隔離開關氣室。氣室檢測項目包括特高頻局部放電檢測、超聲波局部放電檢測與SF6氣體成分分析。

2 檢測數據

2.1 特高頻局放檢測

該型號HGIS盆式絕緣子為全金屬封閉結構，且無澆注孔及內置傳感器，因此，特高頻局放檢測位置選擇2號隔離開關A相氣室的接地隔離開關絕緣引出件部位，分別對圖2所示檢測位置1、位置2進行檢測，檢測圖譜如圖3所示。利用屏蔽帶在2號隔離開關A相特高頻檢測位置做全面屏蔽處理后，所測特高頻局放圖譜如圖4所示。

圖1 隔離開關A相氣室內部結構

圖2 特高頻檢測點實際位置

圖3 2號隔離開關A相特高頻局放圖譜

2.2 超聲波局放檢測

超聲波局放檢測點分布如圖5所示，各測點超聲波測試數據如表1所示。

圖4 2號隔離開關A相特高頻局放圖譜（屏蔽后）

圖5 超聲波檢測位置

表1 各檢測點超聲波檢測數據mV

由表1可以看出，2號隔離開關A相氣室存在超聲波異常信號，50 Hz和100 Hz頻率相關性明顯，有效值、峰值較背景明顯增長。測點3、測點4、測點5信號幅值水平偏大，初步判斷以上3個測點距局放源較近。

采用放大器倍數為100倍（40 dB）進行超聲檢測，圖6為測點3超聲波檢測連續圖譜及相位圖譜（紅色為背景值，藍色為測試值）。將上限截止頻率由100 kHz降低到50 kHz，信號幅值無明顯減小。

圖6 測點3超聲檢測圖譜

2.3 SF6分解產物檢測

對2號隔離開關A相氣室進行氣體成分檢測，檢測數據如表2所示。測試結果顯示該氣室分解產物有H2S成分，含量為1.3 μL／L，已達注意值。

表2 2號隔離開關SF6分解產物測試結果μL／L

3 綜合分析

3.1 異常類型

根據圖3、圖4特高頻檢測結果可知，特高頻檢測點采取屏蔽措施前后，特高頻檢測圖譜發生明顯變化。屏蔽后異常放電脈沖明顯減少，幅值減弱，且180°相位附近的放電脈沖明顯減弱。由此判斷氣室內部存在放電信號，且幅值較大，放電時間間隔不穩定，放電相位穩定在0°和180°相位附近，正負半周各一簇。屏蔽后所檢測到的放電信號應為空氣中存在的強烈電暈干擾。根據圖6超聲波連續圖譜可以看出，測點3的有效值、周期峰值較背景值明顯增長，50 Hz和100 Hz相關性較明顯。由表2可知，A相氣室存在微量的H2S特征氣體，同間隔其他相均未檢測到分解產物特征氣體，該間隔近期并未進行任何分合閘操作，因此，可以判斷該氣室內存在放電。

結合各類缺陷典型放電特征、HGIS結構及安裝特點，判斷該氣室內部缺陷可能為絕緣件表面污穢缺陷、懸浮電位缺陷（部件松動）或絕緣內部氣隙缺陷。

3.2 異常定位

根據表1超聲波各測點檢測結果繪制成超聲測點峰值分布圖如圖7所示。測點3、測點4、測點5信號幅值水平明顯偏大，因此可以判斷信號源距離以上3個測點較近。在測點3改變上限截止頻率，信號幅值無明顯減小，因此，可以判斷放電源不在殼體上，缺陷位置位于該氣室出線套管下方附近。

圖7 超聲測點峰值分布圖

根據以上分析可知，引起該氣室局放異常的原因可能為隔離開關部件松動、絕緣件表面污穢或內部氣隙在電場作用下發生放電。

4 結論及建議

500 kV HGIS 5023間隔2號隔離開關A相氣室內部超聲及特高頻局放檢測信號異常，氣體分解產物中H2S含量為1.3 μL／L，該缺陷疑似氣室內部隔離開關部件松動、絕緣件表面污穢或內部氣隙產生的放電，因此，提出以下幾點建議。

a.建議對該500 kV變電站2號隔離開關A相氣室進行更換并解體檢查。

b.該500 kV變電站2號隔離開關A相氣室停電處理前，縮短GIS帶電檢測周期，建議每月開展1次局部放電綜合檢測及診斷，一旦發現異常立即停電處理。

c.建議對該500 kV變電站同結構隔離開關氣室進行全面帶電檢測，若存在類似問題，及時停電解體檢查。

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表3 光學減法運算輸出誤差測試結果

5 結束語

光學差動保護是一種新型的適應于光原理電子式互感器的保護，通過RTDS建模對哈爾濱工業大學生產的光學線路差動保護原理樣機進行動模試驗測試，按照《電力系統繼電保護產品動模試驗規范》（DL／T871—2004）的要求分別對保護樣機進行了區內故障、區外故障、轉換性故障、經電阻接地故障、系統振蕩、頻率偏移等不同類型故障的模擬，考察保護樣機的動作行為和動作時間，并對樣機中光計算模塊的性能進行了精度測試，通過試驗驗證了保護樣機功能和光計算模塊的精度，并且發現了保護樣機動作時間的影響因素，為光學新原理保護技術的推廣應用提供試驗數據支撐。

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作者簡介：

金世鑫（1985—），男，碩士，工程師，從事繼電保護與智能電網研究工作。

（收稿日期 2016－03－21）

Analysis on Joint Charged Detection of 500 kV HGIS Equipment

LUO Tong1，LI Xue?bin1，LANG Ye?xing1，WANG Bing2
（1.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China；2.Maintenance Company of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

The coalition charged UHF partial discharge detection，ultrasonic partial discharge detection and SF6gas composition analy?sis test are carried out on 500 kV HGIS substation equipment，500 kV district No.1 main transformer breaker A 5023 interval of No.2 partial discharge detection data of gas chamber is unusual.By diagnosing the abnormity，loose parts at bus side isolation，breaker in?ternal air gap discharge caused by defects are suspected.The reasonable suggestions of strengthening equipment is put forward on the basis of this result.

Charged detection；Breaker；Partial discharge；Discharge defect

TM507

A

1004－7913（2016）06－0023－04

羅 彤（1979—），男，碩士，工程師，從事高電壓技術及帶電作業工作。

2016－03－17）