李聞翠
(廣西電網(wǎng)公司欽州城郊供電公司 廣西欽州 535000)
對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜局部發(fā)電故障檢測(cè)的分析
李聞翠
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本文對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜局部發(fā)電故障檢測(cè)的分析,首先對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)方法進(jìn)行研究,并對(duì)局部放電故障定位進(jìn)行論述,最后對(duì)高壓開(kāi)關(guān)柜局部發(fā)電故障檢測(cè)進(jìn)行實(shí)例分析,以加強(qiáng)高壓開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性。
高壓開(kāi)關(guān)柜;局部發(fā)電;檢測(cè)
局部放電檢測(cè)技術(shù)是眾多狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)中應(yīng)用比較早,使用比較廣泛的一種帶電測(cè)試技術(shù)。在發(fā)達(dá)國(guó)家,局部放電檢測(cè)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(guó),局部放電檢測(cè)技術(shù)起步較晚但發(fā)展很快,在最近十年中,通過(guò)對(duì)國(guó)外局部放電檢測(cè)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(cè)技術(shù)在開(kāi)關(guān)柜的故障診斷中實(shí)用化和常態(tài)化。
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(duì)開(kāi)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(cè)工作中,面對(duì)開(kāi)關(guān)柜并不是一開(kāi)始就直接用儀器測(cè)量,由于開(kāi)關(guān)柜工作環(huán)境的復(fù)雜性,這樣測(cè)量會(huì)帶有很強(qiáng)的盲目性,而且往往會(huì)引起誤判。正確的檢測(cè)方法是首先檢查開(kāi)關(guān)柜周邊環(huán)境及運(yùn)行情況,然后確認(rèn)檢測(cè)環(huán)境安全后,再進(jìn)行下一步的檢測(cè)。
(1)“望”:望即看,開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)首先要做到三看:一看開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境是否良好;二看開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行情況,看柜體的型號(hào)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(kāi)關(guān)柜接線運(yùn)行方式是否正確等;三看開(kāi)關(guān)柜有無(wú)嚴(yán)重放電,開(kāi)關(guān)柜嚴(yán)重放電一般都是很強(qiáng)烈的放電,會(huì)產(chǎn)生很明顯的弧光。
(2)“聞”:聞即聽(tīng),聽(tīng)主要分為兩步。第一步:聽(tīng)開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境周圍有沒(méi)有異響和聲音干擾源。第二步:聽(tīng)柜體有無(wú)異響,這是判斷開(kāi)關(guān)柜有無(wú)較強(qiáng)烈局部放電現(xiàn)象最直接的方法,一般能直接聽(tīng)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(kāi)關(guān)柜的放電情況。
(3)“嗅”:空氣中的高壓放電會(huì)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(kāi)關(guān)柜狹小封閉的空間里氣體不容易發(fā)散,都會(huì)通過(guò)開(kāi)關(guān)柜縫隙滲透出來(lái),當(dāng)外部噪聲源干擾,測(cè)試人員無(wú)法聽(tīng)出是否有異響時(shí),可以采用此方法來(lái)初步判斷是否有局部放電,此外這種方法也常用來(lái)佐證已經(jīng)知道的放電部位的局部放電程度。
1.2 儀器測(cè)量法
1.2.1 超聲波法
表面放電會(huì)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(cè)中檢測(cè)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(hào),不受電磁輻射的影響,因此在電磁信號(hào)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(kāi)關(guān)柜中局部放電產(chǎn)生的超聲波會(huì)在柜內(nèi)向各個(gè)方向發(fā)散,遇到柜體壁時(shí)會(huì)反射,直到遇到柜體的縫隙才會(huì)往外部衍射發(fā)散,因此檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜超聲波時(shí)需在開(kāi)關(guān)柜的縫隙處進(jìn)行。圖1所示為超聲波檢測(cè)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(shuō)明柜內(nèi)有局部放電發(fā)生,需要進(jìn)一步的仔細(xì)檢測(cè),確定放電位置。
圖1 超聲波檢測(cè)位置圖
1.2.2 暫態(tài)地電壓法(TEV)
地電波信號(hào)是一種電信號(hào),與超聲波信號(hào)不同,地電波信號(hào)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(cè)量地電波信號(hào)需很仔細(xì)對(duì)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(kāi)關(guān)柜表面直接接觸,才能達(dá)到測(cè)量的目的。
由于地電波是通過(guò)開(kāi)關(guān)柜裂縫向外沿柜體表面?zhèn)鞑サ?,因此與超聲波的測(cè)量位置不同,所以一般不能在縫隙處測(cè)量,而需要采用電容傳感器貼近開(kāi)關(guān)柜表面進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量的位置也分為三個(gè)柜室,即上中下柜室。圖2所示為地電波檢測(cè)位置圖,圖中藍(lán)點(diǎn)代表地電波的測(cè)量點(diǎn),一般情況下一面小柜只需要測(cè)量三個(gè)位置,如若其中有一個(gè)位置地電波信號(hào)超出環(huán)境值,則需要進(jìn)行下一步故障定位測(cè)量。
圖2 地電波檢測(cè)位置圖
對(duì)于局部放電檢測(cè)工作來(lái)說(shuō),不僅需要檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜是否有發(fā)生放電,更重要的是需要對(duì)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(duì)于發(fā)生在開(kāi)關(guān)柜電纜室內(nèi)的較為嚴(yán)重的放電故障。在開(kāi)關(guān)柜電纜室的正表面外殼上有一個(gè)透明的觀測(cè)窗口,從這個(gè)窗口可以看到發(fā)生放電弧光的放電位置,同時(shí)電纜室的放電聲響也能幫助檢測(cè)人員進(jìn)行人工定位。電纜室的電氣條件簡(jiǎn)單明了,用強(qiáng)手電從觀測(cè)窗口可以看見(jiàn)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(hào)的傳播方向和變化強(qiáng)度來(lái)確定放電點(diǎn)位置的。隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展,超聲波檢測(cè)技術(shù)變得越來(lái)越成熟,因此可采用直接定位法來(lái)對(duì)超聲波源進(jìn)行直接定位。如有局部放電檢測(cè)儀可帶有將超聲波轉(zhuǎn)化為人聽(tīng)覺(jué)可聽(tīng)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(tīng)超聲波傳感器感應(yīng)回來(lái)的信號(hào),依靠人的聽(tīng)覺(jué)對(duì)放電故障部位進(jìn)行定位。此外局部放電儀還有將檢測(cè)的超聲波轉(zhuǎn)化為聲音分貝值的功能,也可通過(guò)監(jiān)測(cè)分貝值得大小來(lái)對(duì)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(cè)特點(diǎn),檢測(cè)時(shí)只能將電容傳感器緊貼于開(kāi)關(guān)柜的金屬外殼,因此對(duì)于其定位也只能從開(kāi)關(guān)柜外殼的傳播信號(hào)來(lái)判斷,在一般的工程實(shí)踐中也只能定位到故障點(diǎn)離開(kāi)關(guān)柜的那個(gè)縫隙最近。在實(shí)際的開(kāi)關(guān)柜中存在有很多縫隙,因此通過(guò)此方法可以不斷的縮小放電范圍,直到找到信號(hào)輸出最強(qiáng)的縫隙,然后在此縫隙的周圍再多次測(cè)量找出信號(hào)輸出最強(qiáng)的點(diǎn),也就可以大概確定故障點(diǎn)的位置。
情況介紹:2015年6月15日,對(duì)某10kV公用開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行局部放電檢測(cè)。此開(kāi)關(guān)柜為室外柜,檢測(cè)前工作人員觀察開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行環(huán)境正常,但開(kāi)關(guān)柜所處環(huán)境空氣濕度較大,靠近開(kāi)關(guān)柜能聽(tīng)到輕微的放電聲響;后用PD-SGF局部放電檢測(cè)儀檢測(cè)發(fā)現(xiàn),開(kāi)關(guān)柜現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境TEV數(shù)值為0dB,超聲波數(shù)值為-6dB,開(kāi)關(guān)柜各柜TEV檢測(cè)數(shù)值均為0dB,而超聲波檢測(cè)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(kāi)關(guān)柜1#柜電纜室,測(cè)試結(jié)果如表1所示。
表1 某10kV公用開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)數(shù)據(jù)表
檢測(cè)結(jié)論:該10kV公用開(kāi)關(guān)柜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)檢測(cè)工作干擾較小,檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠;開(kāi)關(guān)柜有輕微放電聲響,證明開(kāi)關(guān)柜存在絕緣外部局部放電;在該開(kāi)關(guān)柜1#柜的下部電纜室,超聲波信號(hào)較強(qiáng),最高達(dá)到20dB,根據(jù)開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)分析對(duì)比表可知,此柜為輕微局部放電,說(shuō)明該柜電纜室內(nèi)存在銹蝕或松動(dòng),需盡快安排停電檢修。
檢修結(jié)果:對(duì)此開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行停電檢修后發(fā)現(xiàn),開(kāi)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(shí)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(duì)比現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和檢測(cè)、檢修結(jié)果分析,此柜為半絕緣型開(kāi)關(guān)柜,電纜終端頭接頭處均未采取有效的絕緣措施,開(kāi)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(shí)由于此柜施工安裝過(guò)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(duì)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(duì)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。
現(xiàn)今局部放電檢測(cè)技術(shù)日趨完善,檢測(cè)儀器精度及分析性能越來(lái)越高,這對(duì)開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)應(yīng)用有很大的促進(jìn)作用。但在現(xiàn)實(shí)工作中,檢測(cè)工作中仍存在一些不足之處。主要表現(xiàn)有兩點(diǎn):①開(kāi)關(guān)柜基數(shù)大,檢測(cè)周期長(zhǎng)。②開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)存在很大的偶然性,檢測(cè)的開(kāi)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(kāi)關(guān)柜卻是沒(méi)有被檢測(cè)到的。為使開(kāi)關(guān)柜局部放電檢測(cè)工作更有成效,仍需對(duì)工作繼續(xù)改進(jìn),以促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。
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TM591
A
1004-7344(2016)18-0087-02
2016-6-10
李聞翠(1978-),女,助理工程師,大學(xué)專科,主要從事電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化方面工作。