索亞楠

（國網(wǎng)河南省電力公司三門峽供電公司，河南 三門峽 472000）

1 開關(guān)柜帶電檢測(cè)技術(shù)介紹

根據(jù)檢測(cè)原理和手段的不同，常用的開關(guān)柜局部放電帶電檢測(cè)方法有暫態(tài)地電壓檢測(cè)法（transient earth voltage，TEV）、超聲波檢測(cè)法（acoustic emission，AE）、特高頻檢測(cè)法（ultra high frequency，UHF）。暫態(tài)地電壓脈沖必須通過設(shè)備金屬殼體間的間隙處由內(nèi)表面?zhèn)髦镣獗砻娣娇杀粰z測(cè)到，此檢測(cè)技術(shù)不適用于金屬外殼完全密封的電力設(shè)備（如GIS、HGIS、GIL、罐式斷路器等）。開關(guān)柜內(nèi)產(chǎn)生局部放電時(shí)的超聲波信號(hào)可以利用非接觸式超聲波傳感器在縫隙處進(jìn)行檢測(cè)。特高頻檢測(cè)法檢測(cè)靈敏度高、可實(shí)現(xiàn)放電源定位、便于絕緣缺陷類型識(shí)別。

2 開關(guān)柜帶電檢測(cè)技術(shù)流程

2.1 檢測(cè)流程

設(shè)備開機(jī)及同步器連接：檢查儀器完整性，按照儀器說明書連接檢測(cè)儀器各部件，佩戴耳機(jī)，開機(jī)，連接同步器。

工況檢查：運(yùn)行檢測(cè)軟件，檢查界面顯示、模式切換是否正常穩(wěn)定，同步是否正常；進(jìn)行儀器自檢，確認(rèn)超聲波傳感器和檢測(cè)通道工作正常。

設(shè)置檢測(cè)參數(shù)：如增益、數(shù)據(jù)顯示單位、音量等。

背景噪聲檢測(cè)及干擾源排除：選擇開關(guān)柜前、柜后作為背景值檢測(cè)點(diǎn)，將傳感器懸浮于空氣中，讀數(shù)穩(wěn)定后記錄背景檢測(cè)結(jié)果，同時(shí)注意耳機(jī)聲音有無明顯異常。如背景噪聲值較大，應(yīng)查找并排除干擾源，再進(jìn)行背景噪聲復(fù)測(cè)。

信號(hào)檢測(cè)：將非接觸式傳感器對(duì)開關(guān)柜所有縫隙進(jìn)行測(cè)量，檢測(cè)中保證傳感器與信號(hào)源之間具有空氣傳播通道；在顯示界面觀察檢測(cè)到的信號(hào)，并注意耳機(jī)聲音有無明顯異常。如發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)進(jìn)行多次檢測(cè)，詳見異常診斷流程，如圖1所示。

圖1 開關(guān)柜局部放電檢測(cè)流程圖

2.2 異常診斷流程

異常數(shù)據(jù)記錄及放電源定位：檢測(cè)過程中如有發(fā)現(xiàn)異常，則在異常點(diǎn)附近區(qū)域進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)，根據(jù)超聲波信號(hào)幅值變化規(guī)律確定信號(hào)幅值最大點(diǎn)，并記錄最大點(diǎn)檢測(cè)數(shù)據(jù)（幅值圖譜、相位圖譜、波形圖譜）。

異常點(diǎn)缺陷分析判斷：根據(jù)幅值圖譜、相位圖譜、波形圖譜綜合分析判斷異常點(diǎn)放電類型。必要時(shí)，可結(jié)合設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和放電類型，觀察柜內(nèi)設(shè)備是否有放電痕跡，若發(fā)現(xiàn)痕跡，可記錄影像資料。

數(shù)據(jù)存檔：保存圖譜數(shù)據(jù)和影像資料，作為開關(guān)柜局部放電缺陷診斷的依據(jù)，如圖2所示。

圖2 開關(guān)柜局部放電檢測(cè)異常診斷流程圖

3 一起母線進(jìn)線柜電暈及沿面放電缺陷分析

2021年03月21日，某供電公司對(duì)某220 kV變電站35 kV開關(guān)柜進(jìn)行超聲波（AE）、暫態(tài)地電壓（TEV）、特高頻（UHF）局放聯(lián)合檢測(cè)診斷，發(fā)現(xiàn)35 kV II段母線進(jìn)線開關(guān)柜檢測(cè)的超聲波異常，具有局放特征，波形圖譜呈現(xiàn)典型的放電圖譜，人耳可聽到放電聲，檢測(cè)未見特高頻及地電波異常。

超聲波局放檢測(cè)發(fā)現(xiàn)35 kV II段母線進(jìn)線開關(guān)柜柜前柜后等多個(gè)位置能檢測(cè)到前異常超聲波信號(hào)，且幅值較大，能在柜內(nèi)聞到刺鼻的臭氧味道。放電脈沖波形具有工頻相關(guān)性，一個(gè)工頻周期出現(xiàn)一組脈沖波形，脈沖上升沿陡峭，從圖譜判斷放電類型為電暈放電、沿面放電。放電信號(hào)強(qiáng)度較大，未發(fā)現(xiàn)明顯的特高頻信號(hào)，綜合判斷該柜體中部存在局放現(xiàn)象，且不止一處局放源。

通過查看柜前與柜后超聲波幅值圖，相位圖、波形圖等圖譜的特點(diǎn)，前后的幅值大小與圖譜特征差異較大，應(yīng)是不同的局放源產(chǎn)生，再結(jié)合該開關(guān)柜子結(jié)構(gòu)，綜合判斷35 kV II段母線進(jìn)線開關(guān)柜柜內(nèi)中部區(qū)域存在電暈放電、沿面放電的局放現(xiàn)象，局放源應(yīng)不止一處，超聲波檢測(cè)數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 超聲波檢測(cè)數(shù)據(jù)

2021年4月30日，對(duì)35 kV II段母線進(jìn)線開關(guān)柜進(jìn)行停電檢查，共發(fā)現(xiàn)如下3處局放缺陷點(diǎn)。在A相進(jìn)線電纜下端。橫向與B/C相電纜相比，A相電纜下端更顯干燥，電纜的紅顏色更淺，應(yīng)是之前受熱所致，而熱量來自電纜的局放產(chǎn)生。仔細(xì)觀察A相電纜，表面有一明顯放電環(huán)，電纜表面有晶體與龜裂裂紋，為高溫?zé)扑?，在此電纜的防護(hù)泥下方，也可觀察到白色的疑似放電粉末。主要原因是電纜制作工藝與現(xiàn)場(chǎng)受潮的環(huán)境共同所致。如圖4所示。

在斷路器小車的B、C相防護(hù)盒與連接螺絲間存在間隙放電、在環(huán)氧樹脂隔板和螺絲都留有明顯的燒灼痕跡。同時(shí)在B相的連接銅排上散落了大量的顆粒物，顆粒物若飄散到設(shè)備內(nèi)其他帶電部分，勢(shì)必會(huì)影響內(nèi)部絕緣，帶來安全隱患。缺陷主要原因是螺絲與隔板距離太近，同時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)受潮的環(huán)境相關(guān)。缺陷痕跡如圖5所示。

圖5 斷路器小車的防護(hù)隔板與螺絲的間的痕跡

在斷路器觸頭C相下套管內(nèi)壁上發(fā)現(xiàn)片狀的灰白色痕跡，其中部分留有點(diǎn)狀的燒痕，在對(duì)應(yīng)位置的斷路器小車C相連接銅排外護(hù)套上看到沿面放電痕跡，應(yīng)是絕緣護(hù)套與套管內(nèi)壁間存在氣隙放電，同時(shí)在套管內(nèi)壁上散落有燒灼的顆粒物。缺陷痕跡如圖6所示。

圖6 絕緣護(hù)套與套管內(nèi)壁上的放電痕跡

現(xiàn)場(chǎng)將柜內(nèi)設(shè)備做噴涂、更換器件等絕緣強(qiáng)化處理，送電后再進(jìn)行局放帶電檢測(cè)，其結(jié)果正常，該放電缺陷得以消除，有效避免了事故的發(fā)生。

4 結(jié)束語

本文通過首先對(duì)開關(guān)柜帶電檢測(cè)技術(shù)及流程進(jìn)行介紹，然后對(duì)一起母線進(jìn)線柜電暈及沿面放電缺陷分析，有效避免開關(guān)柜事故的發(fā)生，說明對(duì)開關(guān)柜定期帶電檢測(cè)的重要性。