定位技術(shù)在35 kV開(kāi)關(guān)柜局放檢測(cè)中的應(yīng)用分析

李 凱，王國(guó)斌，謝 佳，劉炳正

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司益陽(yáng)供電分公司，湖南益陽(yáng)413000)

定位技術(shù)在35 kV開(kāi)關(guān)柜局放檢測(cè)中的應(yīng)用分析

李 凱，王國(guó)斌，謝 佳，劉炳正

(國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司益陽(yáng)供電分公司，湖南益陽(yáng)413000)

介紹1例采用綜合檢測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)并精準(zhǔn)定位35 kV開(kāi)關(guān)柜放電缺陷的典型案例，詳細(xì)闡述開(kāi)關(guān)柜局部放電定位方法及缺陷分析方法。

開(kāi)關(guān)柜；局放放電；定位；超聲波；特高頻

高壓開(kāi)關(guān)柜由于數(shù)量眾多，并且一般直接面向用戶供電，因此，其安全穩(wěn)定的運(yùn)行直接影響到用戶的供電可靠性。開(kāi)關(guān)柜停電試驗(yàn)雖然能發(fā)現(xiàn)部分開(kāi)關(guān)柜設(shè)備缺陷，但是受到試驗(yàn)周期等因素影響，難以及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)設(shè)備運(yùn)行中的缺陷，對(duì)開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)仍難以及時(shí)掌控。

近年來(lái)，隨著開(kāi)關(guān)設(shè)備檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測(cè)及帶電檢測(cè)技術(shù)逐步得到應(yīng)用，并取得了相應(yīng)成果。由于采用帶電檢測(cè)技術(shù)成功發(fā)現(xiàn)并處理了一批開(kāi)關(guān)柜放電缺陷，為開(kāi)關(guān)柜穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力支持，開(kāi)關(guān)柜帶電檢測(cè)技術(shù)也受到了普遍重視。

1 缺陷檢測(cè)

2015年11月17日，檢測(cè)人員在對(duì)某變電站35 kV開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行局部放電檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)402開(kāi)關(guān)柜超聲波和特高頻檢測(cè)結(jié)果異常，暫態(tài)地電位檢測(cè)未發(fā)現(xiàn)異常，相鄰開(kāi)關(guān)柜及周圍環(huán)境中未檢測(cè)到超聲波及特高頻異常信號(hào)，初步判斷，402開(kāi)關(guān)柜內(nèi)存在異常放電缺陷。超聲波和特高頻測(cè)量結(jié)果分別如圖1，2所示。該開(kāi)關(guān)柜為2014年某公司生產(chǎn)的老式戶內(nèi)手車式高壓開(kāi)關(guān)柜，型號(hào)為JYN1-40.5 -11。

圖1 超聲波檢測(cè)結(jié)果

圖2 特高頻檢測(cè)結(jié)果

現(xiàn)場(chǎng)采用超聲波檢測(cè)時(shí)，借助儀器能夠聽(tīng)到明顯的“滋滋”聲。根據(jù)超聲波檢測(cè)連續(xù)圖譜可知，存在100 Hz相關(guān)性，然而從波形圖譜可知，1個(gè)周期內(nèi)的2簇信號(hào)幅值不等，有電暈放電特征；根據(jù)特高頻檢測(cè)圖譜，其在1個(gè)周期內(nèi)有2簇信號(hào)，幅值分散性較大，放電時(shí)間間隔不穩(wěn)定，具有絕緣材料表面放電的特征。綜合超聲波及特高頻檢測(cè)圖譜，檢測(cè)人員初步判斷402開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部存在涉及到絕緣材料的電暈放電。

2 缺陷定位及分析

為進(jìn)一步分析開(kāi)關(guān)柜內(nèi)放電缺陷性質(zhì)，確定其放電缺陷位置，檢測(cè)人員采用特高頻及超聲波手段對(duì)放電源開(kāi)展了定位。被檢測(cè)402開(kāi)關(guān)柜及測(cè)點(diǎn)分布如圖3所示。

圖3 402開(kāi)關(guān)柜及測(cè)點(diǎn)分布

采用非接觸式超聲波檢測(cè)法分別在測(cè)點(diǎn)3及測(cè)點(diǎn)4豎直方向上檢測(cè)超聲波信號(hào)，發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)3豎直方向上各點(diǎn)超聲波信號(hào)幅值明顯低于測(cè)點(diǎn)4豎直方向上各測(cè)點(diǎn)，其中在測(cè)點(diǎn)4豎直方向上靠近測(cè)點(diǎn)4信號(hào)幅值有增大趨勢(shì)。測(cè)點(diǎn)3及測(cè)點(diǎn)4超聲波信號(hào)連續(xù)圖譜如圖4所示，超聲波信號(hào)最大值分別為15.4 mV，33.1 mV。

根據(jù)超聲波幅值定位法，由圖3可知局部放電源距離測(cè)點(diǎn)4最近，測(cè)點(diǎn)4靠近C相，因此初步判斷，402開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部局部放電可能發(fā)生在C相。

圖4 超聲波信號(hào)連續(xù)圖譜

為進(jìn)一步確定局部放電源位置，檢測(cè)人員采用特高頻定位法進(jìn)行了檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)首先將綠色特高頻傳感器放置在測(cè)點(diǎn)1位置，黃色特高頻傳感器放置在與測(cè)點(diǎn)1對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)柜后柜門處，檢測(cè)結(jié)果如圖5(a)所示。

由圖5(a)可知，綠色傳感器信號(hào)超前黃色傳感器0.2 ns，根據(jù)計(jì)算可知，局部放電源距離測(cè)點(diǎn)1約1.2 m。綠色傳感器位置不變，將黃色傳感器移動(dòng)至測(cè)點(diǎn)2位置開(kāi)展第2次定位測(cè)量，測(cè)量結(jié)果如圖5(b)所示。

由圖5(b)可知，信號(hào)到達(dá)2傳感器的時(shí)間基本相同，根據(jù)計(jì)算可知，局部放電源基本位于測(cè)點(diǎn)1與測(cè)點(diǎn)2垂直平分面上。為進(jìn)步一驗(yàn)證局放源位置，現(xiàn)場(chǎng)采用聲電定位法進(jìn)行了定位測(cè)量，測(cè)量時(shí)超聲波傳感器位于測(cè)點(diǎn)4位置，測(cè)量結(jié)果如圖6。

圖6 聲電聯(lián)合電位圖

由圖6可知，超聲波信號(hào)滯后于特高頻3.8 ms左右，根據(jù)計(jì)算，局部放電源距離測(cè)點(diǎn)4約1.29 m。

綜合定位結(jié)果可知，局部放電源位于距離前柜門1.2～1.3 m左右，約在測(cè)點(diǎn)4高度附近的C相位置。現(xiàn)場(chǎng)分析該開(kāi)關(guān)柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，該位置位于隔離小車C相下觸頭附近，因此，綜合判斷開(kāi)關(guān)柜內(nèi)局部放電源可能發(fā)生在隔離小車C相下觸頭處。

3 停電檢查

根據(jù)局部放電檢測(cè)及定位結(jié)果，檢修人員對(duì)402開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行停電檢查，發(fā)現(xiàn)在開(kāi)關(guān)柜隔離小車C相下觸頭上金屬螺桿與觸頭盒的絕緣擋板之間存在明顯的放電痕跡，如圖7所示。

圖7 開(kāi)關(guān)柜內(nèi)局部放電部位示意圖

進(jìn)一步檢查存在放電的C相開(kāi)關(guān)下觸頭發(fā)現(xiàn)觸頭表面存在臟污，有鐵銹和一些類似長(zhǎng)期放電燒蝕的黑色污垢，對(duì)比檢查A相開(kāi)關(guān)下觸頭表面潔凈，如圖8所示。

圖8 開(kāi)關(guān)下觸頭表面對(duì)比

4 放電原因分析及處理

現(xiàn)場(chǎng)檢查三相觸頭金屬螺桿與絕緣擋板發(fā)現(xiàn)，A，B相觸頭金屬螺桿與擋板之間均接觸良好無(wú)縫隙，C相下觸頭金屬螺桿與擋板之間存在一個(gè)較小間隙，且C相金屬螺桿的螺母存在明顯銹蝕，螺母銹蝕導(dǎo)致絕緣擋板臟污，長(zhǎng)期運(yùn)行電壓作用下，金屬螺桿與絕緣擋板之間發(fā)生放電現(xiàn)象。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)檔板進(jìn)行清潔處理，將金屬螺桿更換為絕緣材料的螺桿，以改善觸頭與檔板間的電場(chǎng)分布，處理完畢后再進(jìn)行復(fù)測(cè)，檢測(cè)結(jié)果合格，無(wú)超聲波和特高頻異常放電信號(hào)。

5 結(jié)論和建議

1)采用超聲波及特高頻局部放電檢測(cè)方法聯(lián)合檢測(cè)，能夠有效發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)部局部放電缺陷，局部放電定位技術(shù)能夠精準(zhǔn)診斷局部放電缺陷具體位置，便于制定合理的檢修策略，指導(dǎo)檢修進(jìn)行準(zhǔn)確處理，有效節(jié)省檢修時(shí)間，提高檢修效率。

2)型號(hào)為JYN1-40.5-11的老式戶內(nèi)手車式高壓開(kāi)關(guān)柜，開(kāi)關(guān)觸頭上面螺桿是為了在開(kāi)關(guān)手車進(jìn)出時(shí)起支撐絕緣檔板作用，但金屬材質(zhì)螺桿在運(yùn)行中存在局部放電風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)將金屬螺桿更換成絕緣材料支撐桿。

〔1〕王培義，朱伯濤.開(kāi)關(guān)柜局部放電超聲波在線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用〔J〕.河北電力技術(shù)，2010，29(6):26，46.

〔2〕覃劍，王昌長(zhǎng)，邵偉民.特高頻在電力設(shè)備局部放電在線監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用〔J〕.電網(wǎng)技術(shù)，1997(6):33-36.

〔3〕高文勝，丁登偉，劉衛(wèi)東，等.采用特高頻檢測(cè)技術(shù)的局部放電源定位方法〔J〕.高電壓技術(shù)，2009，35(11):2680-2684.〔4〕邵濤，周文俊，朱宜飛，等.特高頻法檢測(cè)GIS局部放電的試驗(yàn)研究〔J〕.高電壓技術(shù)，2001，27(3):15-16.

Application analysis of PD detecting and positioning for 35 kV switchgear

LI Kai，WANG Guobin，XIE Jia，LIU Bingzheng
(State Grid Hunan Electric Power Corporation Yiyang Power Supply Company，Yiyang 413000，China)

This paper introduces a typical case of partial discharg(PD)on 35 kV switchgear and elaborates the method of PD detecting and positioning for switchgear.

switchgear；partial discharge(PD)；location；acoustic emission(AE)；ultra high frequency(UHF)

TM855.1

B

1008-0198(2016)02-0088-03

李凱(1989)，男，碩士，從事變電站電氣試驗(yàn)的研究工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2016.02.024

2015-12-29 改回日期:2016-02-24