李方

（陜西省地方電力（集團）有限公司寶雞供電分公司，陜西 寶雞721000)

高壓開關柜是電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、電能轉換和消耗中起通斷、控制或保護的作用，對電網(wǎng)安全運行和正常供電有著重要影響。因此對高壓開關柜的日常巡視檢測就顯得尤為重要，當發(fā)現(xiàn)開關柜存在局部放電現(xiàn)象，應該及時檢查、準確分析原因、積極采取措施，防止故障蔓延惡化而導致事故發(fā)生，保證電力設備安全穩(wěn)定運行。

1 典型案例解析

運行中的KYN-28 型開關柜不同其他戶外開關設備，它無法直接從外部檢測，同時也無法直接觀測內部運行狀態(tài)，鑒于開關柜的安全運行能直接影響電網(wǎng)的可靠運轉。目前，我們采用的是超聲波和暫態(tài)地電波（TEV）檢測高壓開關柜局部放電，同時結合紅外熱成像測溫綜合判斷開關柜運行狀態(tài)。

1.1 35 kV兩亭變3500開關柜局部放電故障

2018 年4 月19 日，維操站巡視人員對35 kV 兩亭變高壓室例行巡視，明確聽到35001 母線分段刀閘柜中有異常放電聲，迅速上報上級領導。當天寶雞供電分公司生產(chǎn)技術部會同修試中心、運行中心等相關部門到達該變電站進行排查消缺，修試中心利用超聲波和暫態(tài)地電波（TEV）對3500母聯(lián)開關柜及35001 母聯(lián)刀閘開關柜再次檢測，確認柜內存在異常聲響，決定對其停電檢測，防止因放電加重威脅設備安全，如圖1所示。

圖1 開關柜內超聲波檢測情況

1.2 原因分析

1.2.1 內部絕緣受潮

檢修人員在檢查開關柜柜體時發(fā)現(xiàn)，開關柜為全封閉式結構，沒有透氣孔，電纜溝上來的潮氣易積聚在柜內，柜內內壁側有水珠狀印跡，加之柜內通風不暢，環(huán)境溫度變化跨度大，易產(chǎn)生凝露，造成絕緣強度降低，設計制造時柜體結構未充分考慮合理有效的自然通風散熱問題。

35 kV 兩亭變位于麟游縣城西部，海拔高度：1346 m，屬溫帶半濕潤—濕潤季風氣候區(qū)，氣候的特點是熱，日晝溫差大，年平均氣溫為9～10 ℃。高壓室內通風窗口設計不合理，采光條件極差，開關柜常年處在陰暗、潮濕的環(huán)境下，易產(chǎn)生凝露閃絡，造成開關設備絕緣受損。

1.2.2 絕緣材料老化

高壓開關柜柜內絕緣擋板表面粗糙，邊沿有毛刺，母線及絕緣護套有明顯放電痕跡。絕緣擋板、套管、觸頭罩等絕緣材料在廠家制造過程中、出廠試驗過程中易造成絕緣破壞，遇到空氣濕度大、污穢嚴重時會導致吸潮凝露，增大表面泄露電流。介質受潮、有破損時表面游離電子增加，引起傳導電流增大、絕緣電阻相應降低，下降到一定程度時即引起局部沿面放電閃絡。

35 kV兩亭變緊挨麟游縣城與某煤礦運煤公路，周邊煤灰、灰塵較大環(huán)境惡劣，致使站內電力設備易引起污閃，如圖2所示。

圖2 開關柜局部放電情況

1.2.3 施工工藝不規(guī)范

高壓室電纜溝施工工藝粗糙，溝內未嚴格壓光處理，經(jīng)后續(xù)改造致使個別蓋板不能正常到位，溝內封堵不嚴，水汽、塵土通過開關柜底部縫隙進入柜內部，凝露積塵加重。同時，3500開關柜與35001開關柜內銅母排與絕緣擋板間隙小，母線擊穿絕緣護套與柜內絕緣擋板之間發(fā)生間歇放電，熱縮絕緣管安裝工藝不規(guī)范，施工人員工藝粗糙，造成套管表面毛刺較多未及時清除，共同造成放電現(xiàn)象。

1.3 防范措施

明確該起故障的主要原因后，針對該類事故，筆者認為應采用以下3 個方面的措施，來保證變電站高壓開關柜的正常工作，確保電網(wǎng)設備安全、可靠運行。

1.3.1 設備拆除及更換

將開關柜內3500 母聯(lián)開關柜及35001 母聯(lián)刀閘開關柜內絕緣擋板及護套進行拆除更換，嚴格按照施工工藝要求，確保絕緣材料的質量和安裝效果。

1.3.2 設備清掃及防潮

對35 kV 母線全面清掃，清除開關柜內附著的煤灰、灰塵及水漬，對35 kV 母排上的絕緣套管邊緣毛刺進行打磨，保持室內氣流暢通，同時，在高壓室內加裝除濕器，使室內空氣濕度達到電氣設備要求的標準值，在開關柜內放置吸潮劑，避免產(chǎn)生凝露閃絡。

1.3.3 設備巡視及檢測

加強高壓開關柜的日常巡視檢查，增加開關柜超聲波、熱成像測溫及暫態(tài)地電波（TEV）檢測次數(shù)，依照設備監(jiān)測數(shù)據(jù)持續(xù)跟蹤檢測，通過歷年設備檢測數(shù)據(jù)的橫向、縱向對比，對運行中的開關柜提出運行狀態(tài)評估。

2 事件思考

通過深入解析KYN-28型開關柜局部放電故障，針對其絕緣材料受高溫、高壓、油污、化學物質、振動等各方面作用下絕緣性能易下降，造成局部放電現(xiàn)象。因此，對此類運行中的開關柜進行全面檢測提出了更高要求，結合設備實際情況，避免類似故障事件的發(fā)生，應做到以下2方面。

2.1 熟悉開關柜局部放電的檢測方法

2.1.1 暫態(tài)地電波（TEV）檢測

在高壓開關柜內發(fā)生局部放電時，電量先聚集在接地屏蔽內表面，屏蔽層通常在絕緣部位、墊圈連接、電纜絕緣終端等部位，當開關柜內部元件對地絕緣發(fā)生局部放電時，高頻信號由此傳輸?shù)皆O備屏蔽外殼，小部分放電能量會以電磁波的形式轉移到柜體的金屬鎧裝上，在設備表面產(chǎn)生感應電流。因此，可實時監(jiān)測開關柜在運行過程中的局部放電情況，地電波（TEV）檢測可以及時對絕緣異常狀態(tài)和放電活動做出預警。

2.1.2 超聲波檢測

利用超聲波檢測技術對高壓開關柜內部缺陷進行無損探傷，超聲波在柜內傳播時遇到不同界面將有不同的反射信號，這些反射信號傳遞到探頭的時間差，可以檢查柜內內部缺陷。同時，根據(jù)反射信號的有無和幅度的高低，可對缺陷的有無和大小預判評估，通過測量入射波與反射波之間的時差，可確定反射面與柜內金屬表面上入射點的距離。

2.2 掌握開關柜局部放電的技術分析

2.2.1 橫向分析法

對同環(huán)境、同狀態(tài)下運行的開關柜檢測結果做出橫向比較。例如在相同條件下某一開關柜的檢測結果數(shù)值大于現(xiàn)場背景值及其他開關柜的測試結果，

則可以確定該設備可能存在缺陷。

2.2.2 趨勢分析法

針對同一開關柜，分析在不同季節(jié)周期、不同運行時間段的檢測結果，進行縱向比較來判斷開關柜的運行狀態(tài)。根據(jù)特定周期檢測開關柜保留每次的檢測結果，后續(xù)就可以根據(jù)檢測結果對設備局部放電狀態(tài)變化的趨勢進行分析和狀態(tài)評價。

2.2.3 閾值比較法

即提供判斷局部放電故障臨界值，將其與開關柜的檢測結果做出比較，分析結果判斷開關柜的運行狀態(tài)。例如高壓室內背景值與開關柜測試值都在20 dB以下時，則開關設備正常；下一個周期進行巡檢，開關室內背景值在20 dB 以下，而某一開關柜測試值在20～30 dB，則對開關柜應加強關注并縮短檢測周期，觀察檢測幅值的變化趨勢；再次檢查異常開關柜，同樣背景值在20 dB 以下，而某一開關柜的測試值大于30 dB，則該開關柜有局部放電現(xiàn)象，應使用定位技術對放電點進行定位。

3 結束語

KYN-28 型開關柜是變電站重要組成部分，局部放電故障具有一定的復雜性，不能及時發(fā)現(xiàn)此類缺陷，未采取行之有效的預防措施，就可能造成嚴重的電力事故。在實際檢測過程中，要選擇合理、適用的檢測方法與技術分析，及時消除設備故障，保證開關柜安全可靠運行。