35 kV開關(guān)柜局部放電檢測與定位技術(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，并對缺陷原因進行分析，提出了防范措施，對于開關(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；超聲波檢測；特高頻檢測

0 引言

10，35 kV金屬封閉式開關(guān)柜在變電站廣泛使用，其運行安全直接影響整個變電站的供電可靠性。開關(guān)柜內(nèi)的絕緣缺陷或劣化、接觸不良等都會成為其安全運行的隱患。在缺陷形成的初期，傳統(tǒng)的停電例行試驗無法檢測出，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）等放電測試技術(shù)進行檢測。

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。

2015-03-13，變電站試驗人員對該站開關(guān)柜進行帶電測試時，檢測到龐煙線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。其中，3個間隔柜前后觀察窗暫態(tài)地電壓信號較強烈，而超聲信號只在柜后上部存在異常，并且幅值不大，于是決定縮短測試周期進行跟蹤監(jiān)測。

2015-04-29，試驗人員對該站進行復(fù)測，檢測結(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，放電信號幅值較大，應(yīng)盡快安排停電檢修。

2015-06-16，對該站35 kV開關(guān)室Ⅰ段母線進行停電檢查，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。長時間的放電造成均壓彈簧、穿柜套管內(nèi)壁燒傷，隨著時間的延長，將會擊穿穿柜套管造成接地短路。該缺陷的及時發(fā)現(xiàn)，成功避免了一起母線接地短路造成的停電事故。

2 檢測分析方法

2.1 初測

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

超聲波模式測試背景-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。因為放電信號不是很大，所以決定縮短跟蹤監(jiān)測周期進行復(fù)測。

2.2 復(fù)測

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

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

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

超聲波模式測試背景-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。

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

圖1 311與312間隔柜特高頻時差法測試結(jié)果

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

類似地，對311間隔和321間隔進行同步測試，測試結(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間隔柜時差法測試結(jié)果

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

為了確定信號源在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，測試結(jié)果如圖3所示。

圖3 311間隔柜上、下端特高頻時差法測試結(jié)果

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

3 現(xiàn)場停電檢查

2015-06-16，對該站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)柜運行時間的積累，勢必會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。因此對安裝這種穿柜套管結(jié)構(gòu)的開關(guān)柜應(yīng)加強關(guān)注，發(fā)現(xiàn)有異常放電信號時，要縮短測試周期進行跟蹤測試，必要時進行停電更換。

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

1 章 濤，王俊波，李國偉.10 kV開關(guān)柜局部放電檢測技

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

合檢測開關(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，主要從事高壓試驗檢修工作，email：huanjuniceandrun@163.com。

高春燕(1973-)，女，高級技師，主要從事高壓試驗檢修工作。

陳 虎(1978-)，男，技師，主要從事高壓試驗檢修工作。