一起10 kV開關(guān)柜局部放電研究

鄒璟，方勇，施濤，王清波，張詣，路智欣

（昆明供電局變電修試所，昆明650200）

0前言

試驗人員在進行某站10 kV 開關(guān)柜局放測試時，使用PDS-T90的地電波模式對高壓室內(nèi)開關(guān)柜進行TEV、超聲、特高頻信號普測，其中在多個開關(guān)柜發(fā)現(xiàn)特高頻異常信號明顯，于是使用PDS-G1500變電站局部放電檢測與定位系統(tǒng)對相應開關(guān)柜特高頻信號的性質(zhì)進行判斷，并追蹤信號的來源。最后根據(jù)提出停電檢修建議進行檢修，局放分析和定位得到了有效驗證。

1 10 kV開關(guān)柜局放測試

1.1普測數(shù)據(jù)結(jié)果分析

使用PDS-T90的地電波模式對10 kV 高壓室內(nèi)開關(guān)柜進行TEV、超聲、特高頻信號普測，開關(guān)柜的測試結(jié)果見表2所示。

表1 10 kV高壓室開關(guān)柜測試數(shù)據(jù)表

表2 10 kV高壓室開關(guān)柜測試數(shù)據(jù)表

按照開關(guān)柜的排列順序?qū)?0 kV 高壓室開關(guān)柜進行TEV 測試，選擇前中、前下，后上、后下四個點記錄TEV 測量值，按照開關(guān)柜的分布情況，對測試數(shù)據(jù)進行橫向?qū)Ρ龋L制成數(shù)據(jù)圖，如圖1所示，地電波數(shù)據(jù)在12 dB～50 dB范圍內(nèi)波動，由于現(xiàn)場背景值偏大，對于幅值大于35 dB 的開關(guān)柜需結(jié)合超聲波和特高頻測試結(jié)果，判定開關(guān)柜是否存在局放現(xiàn)象，且對信號進行定位分析。

圖1開關(guān)柜TEV測試橫向比較圖譜

1.2超聲信號分析

使用PDS-T90的特高頻模式對10 kV 1號高壓配電室及10 kV 2號高壓配電室內(nèi)所有開關(guān)柜進行超聲信號普測，在室內(nèi)未發(fā)現(xiàn)異常超聲信號。具體數(shù)據(jù)和圖譜如下：

圖2超聲幅值圖譜

1.3特高頻異常數(shù)據(jù)分析

使用PDS-T90的特高頻模式對10 kV 1號高壓配電室及10 kV 2號高壓配電室內(nèi)所有開關(guān)柜進行特高頻信號普測，在室內(nèi)都發(fā)現(xiàn)異常特高頻信號，其中在10 kV I 段1組電抗器開關(guān)柜、10 kVII段2組電抗器開關(guān)柜及10 kV II 段4組電容器開關(guān)柜發(fā)現(xiàn)特高頻異常信號明顯，具體數(shù)據(jù)及圖譜如下：

1）10 kV I段1組電抗器開關(guān)柜特高頻信號分析

圖3特高頻檢測周期圖譜及PRPS/PRPD圖譜

說明：特高頻測試照片及圖譜如圖3所示，特高頻PRPD/PRPS圖譜顯示一個工頻周期內(nèi)出現(xiàn)兩簇脈沖信號，工頻相關(guān)性強，初步判定信號具有懸浮放電特征。需要使用PDS-G1500變電站局部放電檢測與定位系統(tǒng)對10 kV I 段1組電抗器開關(guān)柜特高頻信號的性質(zhì)進行判斷，并追蹤信號的來源。

2）10 kV II段2組電抗器開關(guān)柜特高頻信號分析

圖4特高頻檢測周期圖譜及PRPS/PRPD圖譜

說明：特高頻測試照片及圖譜如圖4所示，特高頻PRPD/PRPS圖譜顯示一個工頻周期內(nèi)出現(xiàn)兩簇脈沖信號，工頻相關(guān)性強，初步判定信號具有懸浮放電特征。需要使用PDS-G1500變電站局部放電檢測與定位系統(tǒng)對10 kV II 段2組電抗器開關(guān)柜特高頻信號的性質(zhì)進行判斷，并追蹤信號的來源。

3）10 kV II段4組電容關(guān)柜特高頻信號分析

圖5特高頻檢測周期圖譜及PRPS/PRPD圖譜

說明：特高頻測試照片及圖譜如圖5所示，特高頻PRPD/PRPS圖譜顯示一個工頻周期內(nèi)出現(xiàn)兩簇脈沖信號，同時發(fā)現(xiàn)有多個小信號。需要使用PDS-G1500變電站局部放電檢測與定位系統(tǒng)對10 kV II段4 組電容器開關(guān)柜特高頻信號的性質(zhì)進行判斷，并追蹤信號的來源。

1.4局放信號定位分析

1.4.1 10 kV I段1組電抗器開關(guān)柜定位及分析

1）局放信號類型的分析

圖6示波器波形圖

說明：示波器10 ms 波形圖如圖6所示，每個工頻周期出現(xiàn)一根脈沖，偶爾會出現(xiàn)兩根脈沖的情況，工頻相關(guān)性強，具有懸浮放電特征，最大幅值為781mV。

2）局放信號定位分析

a.局放信號橫向定位分析

圖7橫向定位傳感器位置及檢測定位數(shù)據(jù)圖

說明：兩傳感器位置如圖7 所示，藍色波形起始沿和黃色波形起始沿基本一致（如圖7所示），說明該信號源在圖7中藍線所在平面上。

b.局放信號垂直定位分析

圖8垂直定位傳感器位置及檢測定位數(shù)據(jù)圖

說明：兩傳感器位置如圖8所示，黃色波形起始沿和藍色波形起始沿基本一致（如圖8所示），說明該信號源在圖8中紅線所在平面上。由于現(xiàn)場條件限制，不能進行深度定位，需結(jié)合開關(guān)柜結(jié)構(gòu)圖來判斷，結(jié)合橫向定位，10 kV I 段1組電抗器開關(guān)柜局放源在8所示的藍色圓圈區(qū)域。

1.4.2 10 kV II段2組電抗器開關(guān)柜定位及分析1）局放信號類型的分析

圖9示波器波形圖

2）局放信號定位分析

a.局放信號橫向定位分析

圖10橫向定位傳感器位置及檢測定位數(shù)據(jù)圖

b.局放信號垂直定位分析

圖11 縱相定位傳感器位置及檢測定位數(shù)據(jù)圖

說明：兩傳感器位置如圖11 所示，黃色波形起始沿和藍色波形起始沿基本一致（如圖8 所示），說明該信號源在圖11中藍線所在平面上。由于現(xiàn)場條件限制，未能進行深度定位，需結(jié)合開關(guān)柜具體結(jié)構(gòu)圖來進行分析放電源所在位置。

1.4.3 10 kV II段4組電容器開關(guān)柜定位及分析1）局放信號類型的分析

圖12 示波器波形圖

2）局放信號定位分析

a.局放信號橫向定位分析

圖13 橫向定位傳感器位置及檢測定位數(shù)據(jù)圖

b.局放信號垂直定位分析

圖14 縱相定位傳感器位置及檢測定位數(shù)據(jù)圖

說明：兩傳感器位置如圖14 所示，黃色波形起始沿和藍色波形起始沿基本一致，說明該信號源在圖14 中藍線所在平面上。由于現(xiàn)場條件限制，未能進行深度定位，需結(jié)合開關(guān)柜具體結(jié)構(gòu)圖來進行分析放電源所在位置。

1.5 測試總結(jié)

本次對10 kV 高壓室進行局放測試，在10 kVI 段1 組電抗器開關(guān)柜、10 kV II 段2 組電抗器開關(guān)柜及10 kVII 段4 組電容器開關(guān)柜發(fā)現(xiàn)特高頻異常信號。該高壓開關(guān)柜為天水長城開關(guān)廠設(shè)備，已經(jīng)使用達18 年左右，使用PDS-G1500 變電站局部放電檢測與定位系統(tǒng)對異常局放信號進行分析和定位得出以下結(jié)論：

1）在10 kVI 段1 組電抗器開關(guān)柜檢測到異常特高頻信號，信號具有懸浮放電特征。G1500特高頻幅值為781 m V。定位放電源如圖7 所示的藍色區(qū)域內(nèi)。建議結(jié)合停電檢修解體，消除隱患。

2）在10 kV II 段2 組電抗器開關(guān)柜檢測到異常特高頻信號，根據(jù)特高頻數(shù)據(jù)分析得出，信號具有懸浮放電特征，幅值為1.35 V。放電信號靠近母線套管附近。建議結(jié)合停電計劃檢修。

3）在10 kV II 段4 組電容器開關(guān)柜檢測到異常特高頻信號，根據(jù)特高頻數(shù)據(jù)分析得出，信號具有懸浮放電特征，幅值為371 m V 左右。放電信號。靠近母線套管附近。建議結(jié)合停電計劃進行檢修，消除隱患。

1.6 結(jié)論及建議

序號變電站名稱被測設(shè)備 測試結(jié)論 建議1 220 kV變電站10 kV開關(guān)柜在10 kV I 段1 組電抗器開關(guān)柜檢測到異常特高頻信號，信號具有懸浮放電特征。G1500 特高頻幅值為781 m V。建議結(jié)合停電計劃進行檢修。在10 kV II 段2 組電抗器開關(guān)柜檢測到異常特高頻信號，根據(jù)特高頻數(shù)據(jù)分析得出，信號具有懸浮放電特征，幅值為1.35 V。建議停電處理。在10 kV II 段4 組電容器開關(guān)柜檢測到異常特高頻信號，根據(jù)特高頻數(shù)據(jù)分析得出，信號具有懸浮放電特征，幅值為371 m V 左右。建議結(jié)合停電計劃進行檢修。

1.7 開柜檢查驗證

檢修和試驗班對10 kV I 段1 組電抗器開關(guān)柜、10 kV II 段2 組電抗器開關(guān)柜、10 kV II 段4 組電容器開關(guān)柜現(xiàn)場停電檢查，檢查后對定位的位置進行查看發(fā)現(xiàn)明顯的放電痕跡，為穿柜套管金屬件與母線之間的懸浮電位放電，放電位置可見白色粉末，可見灼燒痕跡。

圖15 10 kV I段1組電抗器開關(guān)柜放電痕跡

圖16 10 kV II段2組電抗器開關(guān)柜放電痕跡

圖17 10 kV II段4組電容器開關(guān)柜放電痕跡

2結(jié)束語

清洗恢復送電后開展了10 kV I 段高壓室開關(guān)柜局放復測，信號消失，初步驗證了定位的準確性，將在后期跟蹤測試，驗證本次停電檢查的效果以及此類帶電測試在開關(guān)柜試驗中的指導意義。