35kV金屬封閉型0+廣泛應(yīng)用于11+中，是目前電力系統(tǒng)中非常重要的電氣設(shè)備。開關(guān)柜在正常運(yùn)行中，由于環(huán)境溫度、濕度、灰塵、過壓等的影響。會(huì)發(fā)生局部放電。其快速準(zhǔn)確的局部放電測(cè)試對(duì)于保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行、提高供電可靠性具有重要意義。瞬態(tài)地電壓法和超聲波法的檢測(cè)技術(shù)和特點(diǎn)使其適用于高電壓開關(guān)柜局部放電的檢測(cè)。以110kV變電站35kV開關(guān)柜局部放電數(shù)據(jù)異常分析為例，詳細(xì)介紹以下兩種設(shè)備異常診斷和處理方法。

事件概述

2016年5月11日，當(dāng)操作人員檢查一個(gè)110千伏變電站35kV的高壓室時(shí)，他們聽到輕微的間歇放電噪音。通知維護(hù)人員后，測(cè)試人員趕到現(xiàn)場(chǎng)，使用了UltraTEVPlus+測(cè)試儀。對(duì)電壓為11+35千伏和0+的110千伏高壓室進(jìn)行了瞬態(tài)地電壓試驗(yàn)(TEV)和超聲波局部放電試驗(yàn)(兩種檢測(cè)方法的數(shù)據(jù)如下表所示)。

由此可見，35kV母PT開關(guān)柜的數(shù)據(jù)與其它開關(guān)柜的檢測(cè)數(shù)據(jù)明顯不同，檢測(cè)數(shù)據(jù)呈駝峰狀分布。35kV母PT開關(guān)柜前上部(母線倉(cāng)部分)超聲波值達(dá)到28dB，最大瞬態(tài)電壓相對(duì)值為44dB。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司帶電測(cè)試技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)(Q/GDW 11060-2013《交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備暫態(tài)局部放電帶電測(cè)試技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用指南》和《變電站設(shè)備帶電測(cè)試指南》，查閱2014年第108號(hào)文件。當(dāng)≤8dB、> 8dB和≤15dB異常時(shí)，超聲值正常，超聲值> 15dB為缺陷；暫態(tài)電壓的相對(duì)值≤20dB為正常，> 20dB為異常，30dB為嚴(yán)重，因此判斷此開關(guān)柜有局部放電缺陷。

原因分析

通過與超聲波和瞬態(tài)地電壓局部放電檢測(cè)數(shù)據(jù)的對(duì)比驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)兩種方法確定的放電位置基本一致，均存在于35kV母PT開關(guān)柜的前方。通過二分曲面法定位缺陷。結(jié)合對(duì)缺陷位置局部放電特性的分析，定位結(jié)果表明，缺陷可能位于35kV母PT開關(guān)柜母線柜上部母線排A相支柱絕緣子附近。由于視線在開關(guān)柜范圍內(nèi)受阻，無法確認(rèn)具體的排放位置。因此，對(duì)缺陷開關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境和周圍環(huán)境進(jìn)行了進(jìn)一步的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)了以下特點(diǎn):

1.由于北方春天的氣候特點(diǎn)，110千伏這個(gè)變電站位于山頂。與同類變電站相比，海拔較高，晝夜溫差大，開關(guān)室電纜溝內(nèi)也有潮氣上升，開關(guān)柜潮氣不易散去，5月10日發(fā)生大范圍降雨，導(dǎo)致柜內(nèi)絕緣介質(zhì)受潮，導(dǎo)致絕緣介質(zhì)絕緣性能下降。

2.110千伏這變電站位于山西省北部的煤電基地。在這個(gè)變電站的西北大約2公里處有一個(gè)水泥廠，這個(gè)變電站的污染水平達(dá)到3級(jí)?？諝赓|(zhì)量很差。通過與當(dāng)?shù)厝藛T的了解，發(fā)現(xiàn)天氣條件差，每年有一段時(shí)間煙霧很重。空氣中的懸浮顆?？赡軙?huì)從開關(guān)柜上部的散熱孔進(jìn)入開關(guān)柜的內(nèi)部，導(dǎo)致母線箱中的污染和支柱絕緣子等絕緣介質(zhì)的絕緣性能下降。

3.開關(guān)柜由于電磁場(chǎng)的集中，它對(duì)絕緣的薄弱部分有很大影響。在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，強(qiáng)電磁場(chǎng)會(huì)強(qiáng)烈破壞周圍的絕緣介質(zhì)，從而形成局部放電。

正是由于這種開關(guān)柜的特性，才為局部放電的發(fā)生埋下了隱患。因此，針對(duì)此次局部放電，初步確定放電位置可能為35kV母線PT開關(guān)柜上母線倉(cāng)母線排A相支柱絕緣子。

缺陷處理

當(dāng)開關(guān)室內(nèi)的背景噪聲值低于20毫伏，測(cè)量值高于30毫伏時(shí)，表明開關(guān)柜有局部放電，表明嚴(yán)重。為了消除故障，制定了停電修復(fù)缺陷處理方案。2016年5月12日，110kv 變電站35kVⅱ母線及其設(shè)備停電檢修。進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)35kV母線PT開關(guān)柜上母線排a相支柱絕緣子有明顯放電現(xiàn)象。35kV母線PT開關(guān)柜頂部母線倉(cāng)蓋現(xiàn)場(chǎng)打開。人們發(fā)現(xiàn)公共汽車?yán)浔粐?yán)重污染了。同時(shí)發(fā)現(xiàn)母線a相支柱絕緣子有表面閃絡(luò)放電痕跡，并伴有燒損現(xiàn)象。之后，徹底清潔母線箱，更換A相支柱絕緣子。然后做交流耐壓，絕緣合格，無異常聲音。送電后運(yùn)行24小時(shí)后，再次進(jìn)行局部放電試驗(yàn)，此時(shí)開關(guān)柜，瞬態(tài)接地電壓和超聲波局部放電數(shù)據(jù)正常(試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示)，放電缺陷消除。

結(jié)論

通過瞬態(tài)地電壓和超聲波兩種測(cè)試方法，對(duì)發(fā)現(xiàn)的缺陷進(jìn)行了處理。經(jīng)確認(rèn)，110kv 變電站35kVⅱ母線PT開關(guān)柜上層母線倉(cāng)積有嚴(yán)重污染。主要原因是前幾天的降雨導(dǎo)致母線排a相支柱絕緣子受潮，導(dǎo)致絕緣性能下降，從而導(dǎo)致局部放電故障的發(fā)生。

經(jīng)驗(yàn)反饋

瞬態(tài)地電壓(TEV)和超聲波檢測(cè)技術(shù)對(duì)class 開關(guān)柜等封閉設(shè)備的局部放電檢測(cè)高度敏感，能夠有效發(fā)現(xiàn)class 開關(guān)柜運(yùn)行過程中的隱患，因此應(yīng)定期對(duì)class 開關(guān)柜的瞬態(tài)地電壓和超聲波局部放電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，采用水平和垂直比較法進(jìn)行分析判斷，必要時(shí)縮短檢測(cè)周期。當(dāng)設(shè)備中發(fā)現(xiàn)疑似放電故障時(shí)，充分利用瞬態(tài)地電壓、超聲波、超高頻等多種測(cè)試方法進(jìn)行聲電聯(lián)合測(cè)試，通過多角度、全方位的調(diào)查，降低誤判的概率。對(duì)于瞬時(shí)接地電壓和超聲局部放電信號(hào)開關(guān)柜的診斷方法，可采用手動(dòng)交流耐壓試驗(yàn)和瞬時(shí)接地電壓和超聲局部放電信號(hào)檢測(cè)開關(guān)柜相結(jié)合的方法。事實(shí)證明，該方法簡(jiǎn)單有效。

1.鑒于此故障，為避免此現(xiàn)象再次發(fā)生，建議在惡劣運(yùn)行環(huán)境開關(guān)柜時(shí)，應(yīng)更多考慮防洪、防污染等方面，并設(shè)計(jì)有利于改善機(jī)柜內(nèi)設(shè)備運(yùn)行條件的裝置或開關(guān)柜結(jié)構(gòu)。

2.開關(guān)柜超聲波檢測(cè)具有很強(qiáng)的方向性。在檢測(cè)中，可以通過移動(dòng)傳感器來觀察放電強(qiáng)度，以便找到放電源。然而，必須注意可能的干擾源，如風(fēng)扇、熒光燈等。

3.對(duì)于設(shè)備內(nèi)部放電，一次設(shè)備外殼、工作接地等參考柜也可以接地，可以在開關(guān)柜范圍內(nèi)模擬實(shí)際運(yùn)行，效果良好。

4.開關(guān)柜現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)對(duì)檢測(cè)人員有更高的要求，所以檢測(cè)人員必須有高度的責(zé)任心、真實(shí)的態(tài)度、規(guī)范的操作和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑\斷分析來完成檢測(cè)工作。在分析異常數(shù)據(jù)時(shí)，必須綜合考慮設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境和周圍環(huán)境等因素，避免誤判等。

來源:我是一名電工