一起GIS電纜終端氣室局放異常缺陷分析

曾昭衍

（茂名供電局，廣東 茂名 525000）

0 引 言

2017年6月28日，為實(shí)時(shí)掌握缺陷點(diǎn)局放情況，在缺陷點(diǎn)氣室及周?chē)友b了GIS重癥監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)近半年的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，該缺陷點(diǎn)局放信號(hào)長(zhǎng)期穩(wěn)定存在，放電幅值約25～30 dB[1]，經(jīng)分析討論決定更換B相電纜GIS側(cè)終端。但經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察發(fā)現(xiàn)，B相電纜余長(zhǎng)不足，所以決定將B相電纜以及兩側(cè)終端一并更換。

1 停電更換

2018年5月15日-2018年5月25日進(jìn)行停電更換B相電纜。更換過(guò)程中，首先對(duì)原三相電纜分別進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，同時(shí)監(jiān)測(cè)局放數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)除B相電纜終端局放信號(hào)異常外，C相電纜也同樣出現(xiàn)了異常的局放信號(hào)，A相通過(guò)耐壓試驗(yàn)，無(wú)異常局放信號(hào)。為一次性消除隱患，經(jīng)研究決定三相電纜GIS側(cè)電纜終端全部更換[2]。5月25日，恢復(fù)110 kV地雙線送電，局放信號(hào)消失。其中，B相電纜及兩側(cè)終端使用吉熙安廠產(chǎn)品更換，A相、C相電纜GIS終端采用長(zhǎng)園廠產(chǎn)品更換。

2 缺陷查找

2.1 B相電纜終端缺陷

放電證據(jù)1：電纜纜芯斷面到絕緣層端面距離128 mm，符合安裝要求；纜芯直徑34 mm，符合電纜技術(shù)要求；但測(cè)量電纜絕緣層斷面低于應(yīng)力錐內(nèi)斷面約15 mm，按要求電纜絕緣層斷面應(yīng)高于應(yīng)力錐內(nèi)斷面約10 mm。

圖1為110 kV地雙線電纜B相卡在外套筒中的表帶觸頭和固定夾底部圖，卡在GIS氣室電纜終端外套筒中的表帶觸頭和固定夾底部有銅綠和黑色物質(zhì)層，金屬表面粗糙不光滑，推斷運(yùn)行中有存積的水分導(dǎo)致金屬銀鍍層及銅件發(fā)生腐蝕。

放電證據(jù)2：拆開(kāi)B電纜觸頭4顆緊固螺絲后電纜因重力自行從外套內(nèi)脫出，表帶觸頭與固定夾與纜芯脫離，卡在外套內(nèi)；電纜纜芯表面有放電變黑痕跡；在均壓環(huán)與纜芯空隙有一處干涸黃白色粉末，粉末周?chē)忻黠@的放電變黑痕跡，如圖1所示；正對(duì)粉末的應(yīng)力錐斷面存在變形痕跡，推斷為放電所致。

圖1 B相電纜纜芯端部銹跡圖

放電證據(jù)3：在檢查110 kV地雙線ABC三相電纜GIS側(cè)終端表帶觸頭及固定夾時(shí)發(fā)現(xiàn)，B相電纜表帶觸頭和固定夾底部銹蝕痕跡明顯，銅綠斑點(diǎn)痕跡和黑褐色痕跡明顯，金屬表面粗糙。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，B相電纜表帶觸頭和固定夾腐蝕最嚴(yán)重，C相次之，A相外觀相對(duì)完好無(wú)銹蝕痕跡。ABC三相的電纜表帶觸頭和固定夾異常部位均在底部。

放電證據(jù)4：110 kV地雙線B相電纜GIS側(cè)終端纜芯內(nèi)錐絕緣子內(nèi)壁放電痕跡，如圖2所示，呈現(xiàn)樹(shù)杈放電痕跡。

圖2 B相電纜終端內(nèi)錐絕緣子內(nèi)壁放電痕跡

由于B相電纜纜芯下墜，導(dǎo)致B相電纜終端結(jié)構(gòu)變化，形成三處放電條件，如圖3所示。

圖3 B相電纜放電示意圖

2.2 C相電纜終端缺陷

放電證據(jù)1：110 kV地雙線電纜觸頭C相纜芯頂部有銅綠痕跡，推斷運(yùn)行中此處有多余水分存積。

放電證據(jù)2：110 kV地雙線電纜觸頭C相電纜表帶觸頭和固定夾底部，如圖4所示；卡在GIS氣室電纜終端外套筒中的表帶觸頭和固定夾底部有黑色物質(zhì)層，同時(shí)在外套筒中靜觸頭金屬底部有點(diǎn)狀放電痕跡，且放電痕跡較為集中的分布在90°的范圍內(nèi)。推斷運(yùn)行中有存積的水分導(dǎo)致金屬銀鍍層發(fā)生腐蝕，同時(shí)發(fā)生過(guò)擊穿放電。

3 缺陷原因綜合分析

導(dǎo)致110 kV福地站110 kV地雙線GIS間隔電纜終端頭氣室局放信號(hào)異常的主要原因是B相電纜放料不足，終端底部固定懸空導(dǎo)致電纜纜芯下墜產(chǎn)生的多處氣隙[3]。內(nèi)錐絕緣子內(nèi)壁上的樹(shù)杈放電痕跡表明，該局放缺陷對(duì)設(shè)備絕緣造成了一定損傷，如未及時(shí)處理將進(jìn)一步導(dǎo)致絕緣故障，可能最終造成電力事件。但本次缺陷應(yīng)為施工質(zhì)量不良導(dǎo)致的個(gè)體案例。

圖4 C相電纜表帶觸頭和固定夾底部

同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)電纜終端在安裝過(guò)程中環(huán)境濕度控制不嚴(yán)，致使C相電纜終端金屬部件出現(xiàn)銹蝕。

長(zhǎng)園科技有限公司2010年產(chǎn)110 kV-800 A電纜GIS終端存在設(shè)計(jì)缺陷，均壓環(huán)與固定夾間易發(fā)生局部放電缺陷，但其對(duì)于長(zhǎng)期運(yùn)行的影響暫無(wú)法定性定量評(píng)估。

4 暴露問(wèn)題及改進(jìn)

暴露問(wèn)題具體如下，電纜終端驗(yàn)收不嚴(yán)，作業(yè)環(huán)境監(jiān)管不到位，電纜終端安裝作業(yè)過(guò)程及驗(yàn)收情況記錄未妥善保存。

改進(jìn)方案包括2點(diǎn)，具體如下。

（1）修編電纜終端驗(yàn)收作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，切實(shí)保證安裝工藝按要求實(shí)施，同時(shí)完善相關(guān)保存記錄。

（2）明確電纜設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，要求每條電纜應(yīng)留有足夠余長(zhǎng)，避免電纜終端更換被迫更換電纜的情況。

5 結(jié) 論

本次缺陷案例證明GIS帶電局放可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的絕緣缺陷，所以計(jì)劃增加GIS帶電局放相關(guān)設(shè)備的配置以及相關(guān)測(cè)試的開(kāi)展。