帶電檢測技術(shù)在一起750 kV GCB缺陷診斷中的應用

公多虎劉剛孫帆

(新疆電力公司電力科學研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

摘要：目前帶電檢測技術(shù)已經(jīng)普遍應用于全疆輸變電設備的運行維護及檢修試驗中，取得了很好的效果。哈鄭直流750 kV調(diào)試期間，750 kV煙墩變電站煙天二線7512 C相SF6罐式斷路器(GCB)疑似缺陷的發(fā)現(xiàn)、跟蹤及確診過程中，帶電檢測技術(shù)發(fā)揮了重大作用，現(xiàn)對采用的檢測技術(shù)及應用過程做一介紹。

關(guān)鍵詞：帶電檢測；斷路器；缺陷

收稿日期:2015-05-08

作者簡介：公多虎(1986—)，男，甘肅高臺人，助理工程師，從事開關(guān)設備試驗、評價、缺陷診斷及事故分析等工作。

0引言

自狀態(tài)檢修開展以來，帶電檢測技術(shù)已經(jīng)普遍應用于全疆輸變電設備的運行維護及檢修試驗中，取得了很好的效果。哈鄭直流750 kV調(diào)試期間，利用超聲波帶電檢測、超高頻帶電檢測、SF6氣體分解物的綜合分析，發(fā)現(xiàn)、跟蹤并確診750 kV煙墩變電站煙天二線7512 C相斷路器缺陷。

1各帶電檢測方法綜述

1.1超聲波局部放電檢測

GCB內(nèi)部發(fā)生局部放電時，氣體間分子發(fā)生劇烈碰撞，瞬間形成一種壓力，產(chǎn)生超聲波脈沖，以聲波的形式向四周傳播，當該波到達金屬外殼的交界面時，一部分被傳導，一部分被反射。在有金屬顆粒的情況下，金屬粒子在電場作用下跳動，碰撞外壁，也會產(chǎn)生聲波。超聲波局部放電檢測的方法就是將超聲傳感器置于GCB罐體的外殼上，檢測GCB中局部放電產(chǎn)生的這種聲波信號。

超聲波局放檢測頻率測量范圍通常在20～100 kHz，可以較好地濾除干擾信號以獲得很好的信噪比，因此具有很強的抗電磁干擾能力。但超聲波信號通過空氣和絕緣子傳播時衰減很快，對于微小局部放電的微弱超聲信號，超聲波檢測方法靈敏度較低。因此，該檢測方法對自由金屬顆粒、金屬尖端、懸浮電位等缺陷有較高的靈敏度，但無法檢測盆式絕緣子內(nèi)氣隙及絕緣子表面顆粒等缺陷引起的局部放電。

7512斷路器C相超聲波局放測試連續(xù)圖譜如圖1所示，局放連續(xù)模式峰值幅值在25 mV左右，基本排除盆式絕緣子等絕緣件內(nèi)部缺陷；脈沖檢測模式未呈現(xiàn)明顯脈沖，可排除顆粒放電；且7512 C相連續(xù)模式100 Hz相關(guān)性為0.5 mV，可以基本認定缺陷類型為懸浮類局部放電。接下來在確定缺陷位置時對罐體外部15個點分別進行了超聲局放測試，基本確定線路側(cè)罐體上部超聲局放幅值最大，向周圍遞減。至此，可以初步診斷7512 C相斷路器為導體位置的放電，放電源在罐體線路側(cè)上部。

圖1　7512斷路器C相超聲波局放測試連續(xù)圖譜

1.2氣體分解物檢測

GCB設備內(nèi)部產(chǎn)生局部放電時，隨著溫度升高，SF6氣體將發(fā)生分解，并與發(fā)生局放部位的絕緣介質(zhì)或金屬產(chǎn)生復雜的化學反應，生成不同類型的裂解產(chǎn)物，可通過檢測裂解中產(chǎn)生的不同氣體成分來判斷絕緣缺陷類型。在7512 C相斷路器缺陷發(fā)現(xiàn)、跟蹤、確診階段，利用SF6分解物檢測始終未發(fā)現(xiàn)異常氣體分解物。一來可能放電量較小，能量不足以使SF6氣體分解；二來在GCB罐體內(nèi)部一般放置了相當數(shù)量的吸附劑，這些吸附劑能有效吸附水分和SF6氣體分解物，給試圖通過檢測分解物來診斷設備運行狀況帶來困難。

1.3超高頻局部放電檢測

超高頻法是最近幾年開始廣泛使用的一種局放檢測方法。其原理是在GIS中，局放脈沖電流信號具有很陡的上升沿(ps級)，可以向周圍輻射出高達3 GHz的電磁波信號。電磁波傳播時，不僅以橫向電磁波(TEM)形式傳播，而且還會建立高次橫波(TE)和橫波(TM)。該檢測方法的優(yōu)點是抗電磁干擾能力強、靈敏度高，缺點是與傳統(tǒng)脈沖電流法相比，無法對局部放電進行放電量大小的標定。

采用超高頻測試對7512 C相斷路器的缺陷定位非常有效。放電源持續(xù)放出高頻放電脈沖信號，通過不斷調(diào)整超高頻信號接收器的位置，利用超高頻信號的時域計算，發(fā)現(xiàn)局放信號在CT上沿偏下的位置達到了第一次同步且信號較強；同時還有一個較弱的局部放電信號在離套管法蘭盤之上1.2 m的位置達到了第二次同步。根據(jù)罐式斷路器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，第一個信號源對應絕緣支撐件的位置，局部放電信號是從法蘭盤結(jié)合的密封圈逸出的，第二個較弱的信號來自屏蔽筒底部，因屏蔽筒為鋁合金閉合筒，無信號逸出，此放電信號是從屏蔽筒頂部與套管結(jié)合部位逸出。通過超高頻測試，基本確定了7512 C相斷路器缺陷的位置。

2缺陷設備解體與驗證

通過各項帶電檢測方法的綜合分析判斷，認定7512 C相斷路器缺陷情況較嚴重，對750 kV煙天二線7512 C相斷路器停電后進行線路側(cè)套管更換，現(xiàn)場拆除的舊套管內(nèi)屏蔽筒底部均壓環(huán)有明顯放電痕跡(圖2)，放電點位于套管CT上沿向下20～30 cm處，與帶電檢測結(jié)論一致。

3結(jié)語

750 kV煙墩變電站煙天二線7512 C相

圖2　7512斷路器C相套管內(nèi)屏蔽筒底部放電痕跡

SF6罐式斷路器疑似缺陷的發(fā)現(xiàn)、跟蹤及確診，說明了一個缺陷的確診可能要綜合利用多種帶電檢測方法進行綜合分析，必要時進行停電試驗。在運行過程中應嚴格按照周期開展帶電檢測，積累數(shù)據(jù)，提高帶電檢測水平，這是輸變電設備安全運行的有力保障。

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