蘇同斐，王洪禮，李紅剛

（國網(wǎng)山東省電力公司濱州供電公司，山東濱州256610）

一起開關(guān)柜帶電測試異常分析與處理

蘇同斐，王洪禮，李紅剛

（國網(wǎng)山東省電力公司濱州供電公司，山東濱州256610）

隨著帶電檢測技術(shù)的發(fā)展，通過暫態(tài)地電壓及特高頻檢測可以及早發(fā)現(xiàn)并處理開關(guān)柜運行過程中的絕緣缺陷，確保設(shè)備安全運行。介紹一起開關(guān)柜帶電測試異常，并針對異常情況進(jìn)行分析，查找異常原因，描述處理過程，為今后異常情況的發(fā)現(xiàn)及消除提供參考。

開關(guān)柜；暫態(tài)地電壓；超聲；特高頻

0 引言

隨著封閉式開關(guān)柜的大量普及，開關(guān)柜運行過程中，能夠通過有效測試手段及時發(fā)現(xiàn)異常、防止故障的發(fā)生顯得尤為重要。現(xiàn)多采用暫態(tài)地電壓（TEV）、超聲局放和特高頻局放測試的方式監(jiān)測開關(guān)柜運行狀況［1］，準(zhǔn)確分析、判斷測試異常信號，是確保檢測效果的關(guān)鍵。

1 異常的發(fā)現(xiàn)及初步分析

1.1 異常情況描述

2015－05－12，對220 kV某變電站進(jìn)行開關(guān)柜暫態(tài)地電壓及特高頻測試時，發(fā)現(xiàn)1號主變35 kV側(cè)301斷路器間隔開關(guān)柜存在相對幅值較大的TEV及特高頻局放信號，且在開關(guān)柜后上部檢測到的幅值比中下部的幅值要高，初步判斷局放源在開關(guān)柜母線室內(nèi)。7月16日和10月30日對其進(jìn)行復(fù)測，局放源定位在1號主變35 kV側(cè)室內(nèi)過橋母線柜內(nèi)靠近穿柜套管處。

1.2 異常原因分析

1）初測異常分析。

初測開關(guān)柜各項數(shù)據(jù)如圖1～4所示。由圖1可以看出，特高頻信號幅值較大，且放電脈沖發(fā)生在第二和第四象限；由圖2知超聲波局放檢測無異常；該站高壓室內(nèi)背景45 dB，從圖3中可以看到1號主變301開關(guān)柜暫態(tài)地電壓數(shù)據(jù)達(dá)到滿量程60 dB，與背景值之間互差為15 dB；從圖4中可以看到301開關(guān)柜前中、后上和后中位置均達(dá)到60 dB。

圖1 1號主變301開關(guān)柜PRPS及PRPD圖譜

圖2 1號主變301開關(guān)柜超聲測試圖譜

圖3 開關(guān)柜室內(nèi)地電波測試數(shù)據(jù)

圖4 1號主變301開關(guān)柜地電波測試數(shù)據(jù)

鑒于以上測試結(jié)果，建議對該開關(guān)柜加強(qiáng)關(guān)注，縮短巡檢周期，并觀察檢測幅值的變化規(guī)律。

2）7月16日復(fù)測情況。

2015－07－16，對301開關(guān)柜進(jìn)行復(fù)測。在使用特高頻復(fù)測時，信號依然保持著高幅值，開關(guān)柜后上部觀察窗處信號增大，通過現(xiàn)場移動不同位置檢測，最大放電信號源靠近1號主變室內(nèi)過橋母線位置，放電脈沖此次出現(xiàn)在電壓周期的第一和第三象限。

用超聲波儀器所配耳機(jī)能夠聽到較明顯的聲音，其測試圖譜有效值和周期最大值較高，周期最大值達(dá)到14.8 mV，且50 Hz、100 Hz相關(guān)性同時存在，50 Hz相關(guān)性大于100 Hz相關(guān)性。

測量高壓室內(nèi)暫態(tài)地電壓，1號主變301開關(guān)柜前中、后上位置依然達(dá)到60 dB，且開關(guān)柜后面能夠聽到較大的連續(xù)的放電聲音。

通過復(fù)測，特高頻信號出現(xiàn)想先發(fā)生變化，且現(xiàn)場測試出現(xiàn)超聲信號，試驗人員初步判斷開關(guān)柜內(nèi)存在沿面放電，為進(jìn)一步確定放信號需再次復(fù)測核實。

3）10月30日復(fù)測情況。

2015－10－30，試驗人員對35 kV高壓開關(guān)柜進(jìn)行帶電測試復(fù)測，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場35 kV 1號主變301開關(guān)柜后面依然存在明顯的連續(xù)放電聲音，特高頻和超聲波檢測異常信號依然存在。

采用特高頻檢測，最大放電信號源靠近1號主變室內(nèi)過橋母線位置（即圖5所示檢測位置）。1號主變35 kV側(cè)301開關(guān)柜特高頻信號特征明顯，放電脈沖保持在電壓周期的第一和第三象限，但兩個相位段的放電特征不對稱，放電分散性較大，放電時間間隔不穩(wěn)定，極性效應(yīng)不明顯，初步分析為1號主變35 kV側(cè)301開關(guān)柜內(nèi)部存在沿面放電。

圖5 檢測位置

超聲測試有效值和周期最大值較高，周期最大值升至15.6 mV，且50 Hz和100 Hz相關(guān)性同時存在。

暫態(tài)地電壓測試時，1號主變301開關(guān)柜前中及后上處暫態(tài)地電壓數(shù)據(jù)依然達(dá)到滿量程60 dB。

綜合兩次復(fù)測情況，初步確定開關(guān)柜符合沿面放電特征，認(rèn)為局部放電的產(chǎn)生原因可能為：開關(guān)柜內(nèi)絕緣部件表面積污或受潮；絕緣部件爬距不足或安裝的絕緣間隙不夠；柜內(nèi)絕緣部件（包括絕緣支柱、穿墻套管、傳柜套管等）制造裝配質(zhì)量或安裝工藝不良。確認(rèn)需停電處理異常。

2 處理情況

對該間隔進(jìn)行停電處理，將35 kV 1號主變室內(nèi)母線橋柜體側(cè)面板打開，進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)1號主變35 kV室內(nèi)母線橋開關(guān)柜內(nèi)臟污嚴(yán)重，絕緣子和母線上附著了大量的塵土，如圖6所示。開關(guān)柜內(nèi)部放電痕跡及劃傷痕跡如圖7所示。

圖6 開關(guān)柜內(nèi)臟污嚴(yán)重

經(jīng)檢查35 kV絕緣支柱、穿墻套管和穿柜套管表面，未發(fā)現(xiàn)有放電痕跡。三相銅排之間安裝了4塊絕緣隔板，材質(zhì)為環(huán)氧樹脂，厚度為5 mm，絕緣隔板上污穢嚴(yán)重，絕緣隔板表面有大量的放電的黑色痕跡（見圖7中紅色標(biāo)注部分），B相搭接盒靠近C相側(cè)有明顯的放電黑斑痕（圖7（b）中紅色標(biāo)注部分），且絕緣隔板表面大面積出現(xiàn)爆皮現(xiàn)象，并有劃傷痕跡（圖7中黃色標(biāo)注位置）。

圖7 絕緣隔板情況

拆除1號主變35 kV側(cè)連接引線后，對35 kV過橋母線進(jìn)行耐壓試驗，主要考驗35 kV絕緣支柱、穿墻套管和穿柜套管的絕緣情況，在試驗電壓95 kV下未發(fā)生放電閃絡(luò)現(xiàn)象，證明這些部分沒有絕緣問題。分別對相間4塊絕緣隔板進(jìn)行交流耐壓試驗，其中B相和C相之間絕緣隔板在電壓升至48 kV時發(fā)生擊穿現(xiàn)象，證明絕緣隔板存在絕緣缺陷［2］。經(jīng)更換后恢復(fù)送電。

3 原因分析

現(xiàn)場打開開關(guān)柜后，觀察內(nèi)部帶電體與絕緣隔板的距離，發(fā)現(xiàn)帶電體與絕緣隔板距離最大為50 mm，邊相甚至接近絕緣隔板，這違反標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的“帶電體與絕緣板之間的最小空氣間隙應(yīng)不小于60 mm”［3］。35 kV室內(nèi)母線橋設(shè)計不合理，使絕緣距離不足，直接導(dǎo)致帶電體對受污染的絕緣隔板放電，產(chǎn)生相應(yīng)放電信號，是本次異常的根本原因。

同時，根據(jù)現(xiàn)場開關(guān)柜所處環(huán)境，大量粉塵等污穢物易附著于母線上，造成內(nèi)部件絕緣水平降低。開關(guān)柜的絕緣隔板采用環(huán)氧樹脂板［4］加工而成，其憎水性能差、不阻燃，是一種極性介質(zhì)。在潮濕及表面臟污的情況下，表面電導(dǎo)將顯著增大，當(dāng)電場強(qiáng)度達(dá)到一定數(shù)值時，就會發(fā)生局部閃絡(luò)，閃絡(luò)會加快該處絕緣的劣化，直到發(fā)生沿面閃絡(luò)，也促進(jìn)了本次異常的發(fā)生。

4 結(jié)語

在開關(guān)柜運行過程中，特高頻、超聲和暫態(tài)地電壓檢測能夠及時發(fā)現(xiàn)開關(guān)柜內(nèi)部沿面放電異常，若發(fā)生特高頻及暫態(tài)地電壓異常情況，應(yīng)縮短周期多次跟蹤監(jiān)測，考慮開關(guān)柜所處環(huán)境及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，綜合分析故障原因，以便找到故障根源并進(jìn)行處理，以免影響電網(wǎng)安全運行。同時，在開關(guān)柜驗收投運時，應(yīng)按照驗收標(biāo)準(zhǔn)考察開關(guān)柜本身設(shè)計情況，著重注意帶電體部位與絕緣隔板之間的距離，確保設(shè)備合格投運。

［1］徐焰.開關(guān)柜局部放電暫態(tài)對地電壓檢測技術(shù)［J］.供用電，2011，28（1）：62-64.

［2］國家能源局.電力安全工器具預(yù)防性試驗規(guī)程：DL/T 1476—2015［S］.北京：中國電力出版社.

［3］電力行業(yè)高壓開關(guān)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.3.6～40.5 kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備：DL/T 404—2007［S］.北京：中國電力出版社.

［4］王雋.中壓開關(guān)柜絕緣方式和絕緣事故分析［J］.絕緣材料，2008，41（3）：15-17.

Analysis and Treatments of an Abnormal On-line Detection of Switchgears

SU Tongfei，WANG Hongli，LI Honggang
（State Grid Binzhou Power Supply Company，Binzhou 256610，China）

With the development of live detection technology，the insulation defects of switchgear during operation can be found and dealt with as soon as possible through the transient earth voltage test and the ultra-high frequency detection to ensure the safe operation of the equipment.An abnormal online test of the switchgear is introduced and analyzed，and some treatments are provided，which can provide references for similar situations.

switch cabinet；transient earth voltage；ultraphonic；ultra-high frequency

TM403.4

B

1007－9904（2017）05－0075－03

2016-12-28

蘇同斐（1987），女，從事電氣試驗及變電狀態(tài)評價工作。