一面35kV 開關柜放電缺陷分析與處理

田飛TIAN Fei

（國網朔州供電公司，朔州036002）

0 引言

電力設備運行環境中的潮濕、積水是影響電氣設備穩定運行和使用效率的主要因素，在封閉式結構的電氣柜內，柜內空氣流動性差，濕氣易凝結，而且電氣設備與電纜溝密封不嚴也會導致濕氣沿縫隙進入設備內，從而出現在絕緣介質受到高壓作用時導致局部被擊穿的現象。

1 基本情況

1.1 設備基本情況

表1 35kV 301 電流互感器銘牌

1.2 異常簡介

2019 年10 月11 日，試驗人員在對220kV 變電站35kV 高壓室進行開關柜帶電檢測時，聽到301 開關柜附近有輕微間歇的放電音音，同時在該開關柜后中部超聲波檢測幅值最大為17dB。根據《國網公司帶電檢測技術規范標準》，超聲波數值＞15dB 時，則表明該開關柜存在嚴重局部放電現象，應停電進行檢查。通過對該缺陷進行初步定位，顯示該缺陷可能位于301 開關柜后下部。通過分析檢測數據建議盡快安排停電檢修消缺，缺陷處理前，應加強巡視。

2019 年11 月12 日，該220kV 變電站1 號主變壓器及三側斷路器停電檢修，現場打開301 開關柜后柜門，試驗人員在做絕緣試驗時，發現1 號主變35kV 側靠主變側301 A 相、B 相電流互感器主絕緣值明顯偏低。然后，試驗人員對35kV A 母及所帶設備進行耐壓試驗，301A 相、B相電流互感器均發生放電。檢修人員對301 三相電流互感器進行了拆除、更換，處理后再次對母線進行耐壓試驗合格,送電后運行24h 再次對該開關柜進行局放檢測，數據正常，放電缺陷消除。

2 異常分析

2.1 檢測情況

10 月11 日，試驗人員使用華乘T90 局放檢測儀對該220kV 變電站35kV 高壓室內開關柜進行暫態地電壓測試（TEV）、超聲波以及特高頻局放檢測。在35kV1# 主變301開關柜檢測到明顯的超聲波局部放電信號。

2.2 異常特征

該220kV 變電站35kV1# 主變301 開關柜超聲波檢測數據如表2 所示，AE 幅值、AE 相位圖譜、AE 波形圖分別如圖1、圖2、圖3 所示。

表2 35kV1# 主變301 開關柜帶電測試數據表

3 故障分析

3.1 故障類型分析

對帶電測試數據進行分析可知，AE 幅值達到17dB，其中100Hz 相關性大于50Hz 相關性；AE 相位圖中每周期兩簇，呈雙駝峰狀，打點位置大小都有；AE 波形圖譜中每周期兩組，每組中大小脈沖都有，相位寬度較寬。以上特征均為沿面放電的典型特征，因此可判斷此開關柜可能存在懸浮電位放電缺陷。

3.2 故障原因分析

造成該開關柜發生局部放電原因可能為：因北方初冬氣候特點，該220kV 變電站晝夜溫差大，電纜溝內也有潮氣上升，開關柜內潮氣不易散去，積聚在后柜下部電流互感器周圍，造成絕緣介質受潮，同時該電流互感器已經運行了18 年，投用年限較長，而且35kV A 母長時間超負荷運行，致使電流互感器發熱加速其絕緣老化過程，致使絕緣介質老化，絕緣性能整體下降，造成局部發放電的發生。

圖1 AE 幅值

圖2 AE 相位圖

圖3 AE 波形圖

4 缺陷處理

2019 年11 月12 日，對220kV 變電站1 號主變壓器及三側斷路器進行停電檢修。現場打開301 開關柜后柜門，試驗人員在做絕緣試驗時，發現1 號主變35kV 側靠主變側301 A 相、B 相電流互感器明顯偏低，小于《2013 輸變電設備狀態檢修試驗規程》規定值，試驗數據如表3 所示。

表3 301 電流互感器絕緣電阻值（耐壓前）

電氣試驗人員對301 三相電流互感器的外觀進行認真比對，發現B 相電流互感器的一次繞組跟C 相比較，黑色變成灰白色，有明顯的過熱痕跡，如圖4、圖5 所示。

圖4 301 C 相（正常相）電流互感器

圖5 301 B 相（異常相）電流互感器

然后，電氣試驗人員對35kV A 母及所帶設備進行耐壓試驗，當電壓升到35kV 時，A 相和B 相有明顯放電聲，且B 相放電聲偏大，當升到40kV 時，B 相有火花出現。耐壓后，對35kV 電流互感器進行絕緣電阻測試，A 相和B相的絕緣電阻值降為0MΩ，試驗數據如表4 所示。

表4 301 電流互感器絕緣電阻值（耐壓后）

最后，檢修人員對301 三相電流互感器進行了拆除、更換（如圖6 所示），處理后再次對母線進行耐壓試驗合格，送電后運行24h 再次對該開關柜進行局放檢測，數據正常（如表5 所示），放電缺陷消除。

表5 35kV1# 主變301 開關柜檢修后帶電測試數據表

5 結論與建議

①開關柜帶電檢測技術對開關柜類等密閉設備的局放檢測具有較強的敏感度，能夠及時有效地發現開關柜在運行過程中隱藏的缺陷。

②對于運行環境較差的開關柜，應從設備的相對密封處理、潮濕空氣來源的預防、柜內久聚潮氣的除濕治理等方面多加考慮，必要時加裝有利于改善柜內設備運行狀況的裝置或改進開關柜結構。

③對于投運年限較長的設備應重點關注，特別是一些

圖6 301 三相電流互感器已更換

過負荷設備更應該加強監測，針對每一個環節進行細致排查。當發現設備存在疑似放電故障時，充分利用暫態地電壓、超聲波、特高頻等多種檢測手段，進行聲電聯合檢測，通過多角度、全方位進行排查，降低誤判斷概率，在缺陷查找時也可以通過加壓試驗方式對故障點進行定位。