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        對高壓開關(guān)柜局部發(fā)電故障檢測的分析

        2016-08-20 18:55:00李聞翠
        大科技 2016年18期
        關(guān)鍵詞:電波開關(guān)柜絕緣

        李聞翠

        (廣西電網(wǎng)公司欽州城郊供電公司 廣西欽州 535000)

        對高壓開關(guān)柜局部發(fā)電故障檢測的分析

        李聞翠

        (廣西電網(wǎng)公司欽州城郊供電公司 廣西欽州 535000)

        本文對高壓開關(guān)柜局部發(fā)電故障檢測的分析,首先對高壓開關(guān)柜局部放電檢測方法進(jìn)行研究,并對局部放電故障定位進(jìn)行論述,最后對高壓開關(guān)柜局部發(fā)電故障檢測進(jìn)行實(shí)例分析,以加強(qiáng)高壓開關(guān)柜運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。

        高壓開關(guān)柜;局部發(fā)電;檢測

        前言

        局部放電檢測技術(shù)是眾多狀態(tài)檢測技術(shù)中應(yīng)用比較早,使用比較廣泛的一種帶電測試技術(shù)。在發(fā)達(dá)國家,局部放電檢測技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)有30、40年的歷史,新加坡新能源電網(wǎng)有限公司是此項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用者之一。而在我國,局部放電檢測技術(shù)起步較晚但發(fā)展很快,在最近十年中,通過對國外局部放電檢測技術(shù)的引進(jìn)和學(xué)習(xí),并且在實(shí)際工作中不斷的加以應(yīng)用,逐步的將局部放電檢測技術(shù)在開關(guān)柜的故障診斷中實(shí)用化和常態(tài)化。

        1 高壓開關(guān)柜局部放電檢測方法

        1.1 人工診斷法

        人工診斷法主要包括“望”、“聞”、嗅三種手段,這三種手段是對開關(guān)柜局部放電進(jìn)行初步判斷的有效方法。在實(shí)際檢測工作中,面對開關(guān)柜并不是一開始就直接用儀器測量,由于開關(guān)柜工作環(huán)境的復(fù)雜性,這樣測量會帶有很強(qiáng)的盲目性,而且往往會引起誤判。正確的檢測方法是首先檢查開關(guān)柜周邊環(huán)境及運(yùn)行情況,然后確認(rèn)檢測環(huán)境安全后,再進(jìn)行下一步的檢測。

        (1)“望”:望即看,開關(guān)柜局部放電檢測首先要做到三看:一看開關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境是否良好;二看開關(guān)柜運(yùn)行情況,看柜體的型號及特點(diǎn)、看柜體是否有破損、操作機(jī)構(gòu)是否完好、柜體自帶指示設(shè)備是否正常、開關(guān)柜接線運(yùn)行方式是否正確等;三看開關(guān)柜有無嚴(yán)重放電,開關(guān)柜嚴(yán)重放電一般都是很強(qiáng)烈的放電,會產(chǎn)生很明顯的弧光。

        (2)“聞”:聞即聽,聽主要分為兩步。第一步:聽開關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境周圍有沒有異響和聲音干擾源。第二步:聽柜體有無異響,這是判斷開關(guān)柜有無較強(qiáng)烈局部放電現(xiàn)象最直接的方法,一般能直接聽到放電聲響的,超聲波數(shù)值都很高,所以也就可以直接判斷開關(guān)柜的放電情況。

        (3)“嗅”:空氣中的高壓放電會引起一系列的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生臭氧和二氧化氮,這兩種氣體都帶有很強(qiáng)的刺鼻性,在開關(guān)柜狹小封閉的空間里氣體不容易發(fā)散,都會通過開關(guān)柜縫隙滲透出來,當(dāng)外部噪聲源干擾,測試人員無法聽出是否有異響時,可以采用此方法來初步判斷是否有局部放電,此外這種方法也常用來佐證已經(jīng)知道的放電部位的局部放電程度。

        1.2 儀器測量法

        1.2.1 超聲波法

        表面放電會產(chǎn)生超聲波,而且放電強(qiáng)度越大,產(chǎn)生的超聲波強(qiáng)度越大,因此在實(shí)際檢測中檢測超聲波的強(qiáng)度就可以判斷局部放電的強(qiáng)度。超聲波是一種非電信號,不受電磁輻射的影響,因此在電磁信號復(fù)雜的環(huán)境下可以很好的使用方法。

        由于超聲波是一種聲波,具有聲波傳播的特性,在開關(guān)柜中局部放電產(chǎn)生的超聲波會在柜內(nèi)向各個方向發(fā)散,遇到柜體壁時會反射,直到遇到柜體的縫隙才會往外部衍射發(fā)散,因此檢測開關(guān)柜超聲波時需在開關(guān)柜的縫隙處進(jìn)行。圖1所示為超聲波檢測位置圖,若這些點(diǎn)的超聲波數(shù)值超出環(huán)境中超聲波的數(shù)值,就說明柜內(nèi)有局部放電發(fā)生,需要進(jìn)一步的仔細(xì)檢測,確定放電位置。

        圖1 超聲波檢測位置圖

        1.2.2 暫態(tài)地電壓法(TEV)

        地電波信號是一種電信號,與超聲波信號不同,地電波信號主要由絕緣內(nèi)部放電產(chǎn)生,而且很容受外界電磁干擾,因此在電磁干擾很強(qiáng)烈的環(huán)境中測量地電波信號需很仔細(xì)對比。此外由于地電波的傳播特點(diǎn),地電波傳感器通常需要和開關(guān)柜表面直接接觸,才能達(dá)到測量的目的。

        由于地電波是通過開關(guān)柜裂縫向外沿柜體表面?zhèn)鞑サ?,因此與超聲波的測量位置不同,所以一般不能在縫隙處測量,而需要采用電容傳感器貼近開關(guān)柜表面進(jìn)行測量,測量的位置也分為三個柜室,即上中下柜室。圖2所示為地電波檢測位置圖,圖中藍(lán)點(diǎn)代表地電波的測量點(diǎn),一般情況下一面小柜只需要測量三個位置,如若其中有一個位置地電波信號超出環(huán)境值,則需要進(jìn)行下一步故障定位測量。

        圖2 地電波檢測位置圖

        2 局部放電故障定位

        對于局部放電檢測工作來說,不僅需要檢測開關(guān)柜是否有發(fā)生放電,更重要的是需要對放電故障進(jìn)行定位和故障判別。

        2.1 聲、光定位

        這種定位方法主要針對于發(fā)生在開關(guān)柜電纜室內(nèi)的較為嚴(yán)重的放電故障。在開關(guān)柜電纜室的正表面外殼上有一個透明的觀測窗口,從這個窗口可以看到發(fā)生放電弧光的放電位置,同時電纜室的放電聲響也能幫助檢測人員進(jìn)行人工定位。電纜室的電氣條件簡單明了,用強(qiáng)手電從觀測窗口可以看見內(nèi)部電纜和電纜連接部位的運(yùn)行情況,只要電纜室內(nèi)有異響根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和聲音源就可進(jìn)行故障定位。

        2.2 超聲波定位

        超聲波定位法是根據(jù)局部放電產(chǎn)生超聲波信號的傳播方向和變化強(qiáng)度來確定放電點(diǎn)位置的。隨著檢測技術(shù)的不斷發(fā)展,超聲波檢測技術(shù)變得越來越成熟,因此可采用直接定位法來對超聲波源進(jìn)行直接定位。如有局部放電檢測儀可帶有將超聲波轉(zhuǎn)化為人聽覺可聽到聲音的功能,所以在實(shí)際使用中可直接戴上耳機(jī)接聽超聲波傳感器感應(yīng)回來的信號,依靠人的聽覺對放電故障部位進(jìn)行定位。此外局部放電儀還有將檢測的超聲波轉(zhuǎn)化為聲音分貝值的功能,也可通過監(jiān)測分貝值得大小來對故障部位進(jìn)行定位。

        2.3 暫態(tài)地電壓(TEV)定位法

        由于暫態(tài)地電壓的檢測特點(diǎn),檢測時只能將電容傳感器緊貼于開關(guān)柜的金屬外殼,因此對于其定位也只能從開關(guān)柜外殼的傳播信號來判斷,在一般的工程實(shí)踐中也只能定位到故障點(diǎn)離開關(guān)柜的那個縫隙最近。在實(shí)際的開關(guān)柜中存在有很多縫隙,因此通過此方法可以不斷的縮小放電范圍,直到找到信號輸出最強(qiáng)的縫隙,然后在此縫隙的周圍再多次測量找出信號輸出最強(qiáng)的點(diǎn),也就可以大概確定故障點(diǎn)的位置。

        3 局部放電檢測案例分析

        情況介紹:2015年6月15日,對某10kV公用開關(guān)柜進(jìn)行局部放電檢測。此開關(guān)柜為室外柜,檢測前工作人員觀察開關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境正常,但開關(guān)柜所處環(huán)境空氣濕度較大,靠近開關(guān)柜能聽到輕微的放電聲響;后用PD-SGF局部放電檢測儀檢測發(fā)現(xiàn),開關(guān)柜現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境TEV數(shù)值為0dB,超聲波數(shù)值為-6dB,開關(guān)柜各柜TEV檢測數(shù)值均為0dB,而超聲波檢測中1#柜數(shù)值超標(biāo),最高達(dá)到20dB,后經(jīng)超聲波定位,確定超聲波源位于開關(guān)柜1#柜電纜室,測試結(jié)果如表1所示。

        表1 某10kV公用開關(guān)柜局部放電檢測數(shù)據(jù)表

        檢測結(jié)論:該10kV公用開關(guān)柜現(xiàn)場環(huán)境對檢測工作干擾較小,檢測數(shù)據(jù)可靠;開關(guān)柜有輕微放電聲響,證明開關(guān)柜存在絕緣外部局部放電;在該開關(guān)柜1#柜的下部電纜室,超聲波信號較強(qiáng),最高達(dá)到20dB,根據(jù)開關(guān)柜局部放電檢測分析對比表可知,此柜為輕微局部放電,說明該柜電纜室內(nèi)存在銹蝕或松動,需盡快安排停電檢修。

        檢修結(jié)果:對此開關(guān)柜進(jìn)行停電檢修后發(fā)現(xiàn),開關(guān)柜1#柜電纜室電纜終端接頭處出現(xiàn)銹蝕及放電痕跡同時室內(nèi)三相電纜絕緣層有凝露現(xiàn)象并出現(xiàn)絕緣擊穿情況。

        結(jié)果分析:對比現(xiàn)場環(huán)境和檢測、檢修結(jié)果分析,此柜為半絕緣型開關(guān)柜,電纜終端頭接頭處均未采取有效的絕緣措施,開關(guān)柜所處環(huán)境空氣濕度較大,造成裸露部位銅芯銹蝕而發(fā)生沿面放電和尖端放電現(xiàn)象,同時由于此柜施工安裝過于粗糙,安裝工藝不到位,致使得三相電纜交纏在一起,在電纜扭力的作用下,接觸點(diǎn)電纜絕緣被壓迫變形,隨著電纜運(yùn)行發(fā)熱絕緣熱脹,造成壓迫點(diǎn)絕緣出現(xiàn)裂紋,空氣中水汽得以進(jìn)入絕緣層,而產(chǎn)生絕緣擊穿現(xiàn)象;此柜銹蝕程度不深,可對全柜裸露銅柱、銅排部位打磨光滑并刷涂絕緣漆進(jìn)行絕緣化改造,對施工工藝不到位產(chǎn)生的局部放電部位更換電纜絕緣層后重新按要求安裝接線。

        4 結(jié)束語

        現(xiàn)今局部放電檢測技術(shù)日趨完善,檢測儀器精度及分析性能越來越高,這對開關(guān)柜局部放電檢測應(yīng)用有很大的促進(jìn)作用。但在現(xiàn)實(shí)工作中,檢測工作中仍存在一些不足之處。主要表現(xiàn)有兩點(diǎn):①開關(guān)柜基數(shù)大,檢測周期長。②開關(guān)柜局部放電檢測存在很大的偶然性,檢測的開關(guān)柜中雖然有很多正發(fā)生局部放電,而更多的有局部放電的開關(guān)柜卻是沒有被檢測到的。為使開關(guān)柜局部放電檢測工作更有成效,仍需對工作繼續(xù)改進(jìn),以促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。

        [1]張雄清,劉黎,金海龍.35kV開關(guān)柜局放檢測異常分析及處理[J].電氣技術(shù),2013,6.

        [2]曾雄杰,江健武,侯俊.TEV和UHF在10kV開關(guān)柜帶電檢測中的應(yīng)用[J].高壓電器,2012,28(1):41~45.

        [3]李海德.基于TEV與超聲波的高壓開柜局部放電檢測方法研究[D].北京:華北電力大學(xué),2013.

        TM591

        A

        1004-7344(2016)18-0087-02

        2016-6-10

        李聞翠(1978-),女,助理工程師,大學(xué)??疲饕獜氖码娏ο到y(tǒng)及其自動化方面工作。

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