35kV金屬封閉型0+廣泛應(yīng)用于11+中，是目前電力系統(tǒng)中非常重要的電氣設(shè)備。開關(guān)柜在正常運行中，由于環(huán)境溫度、濕度、灰塵、過壓等的影響。會發(fā)生局部放電。其快速準(zhǔn)確的局部放電測試對于保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、提高供電可靠性具有重要意義。瞬態(tài)地電壓法和超聲波法的檢測技術(shù)和特點使其適用于高電壓開關(guān)柜局部放電的檢測。以110kV變電站35kV開關(guān)柜局部放電數(shù)據(jù)異常分析為例，詳細(xì)介紹以下兩種設(shè)備異常診斷和處理方法。

事件概述

2016年5月11日，當(dāng)操作人員檢查一個110千伏變電站35kV的高壓室時，他們聽到輕微的間歇放電噪音。通知維護人員后，測試人員趕到現(xiàn)場，使用了UltraTEVPlus+測試儀。對電壓為11+35千伏和0+的110千伏高壓室進行了瞬態(tài)地電壓試驗(TEV)和超聲波局部放電試驗(兩種檢測方法的數(shù)據(jù)如下表所示)。

由此可見，35kV母PT開關(guān)柜的數(shù)據(jù)與其它開關(guān)柜的檢測數(shù)據(jù)明顯不同，檢測數(shù)據(jù)呈駝峰狀分布。35kV母PT開關(guān)柜前上部(母線倉部分)超聲波值達(dá)到28dB，最大瞬態(tài)電壓相對值為44dB。根據(jù)國家電網(wǎng)公司帶電測試技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)(Q/GDW 11060-2013《交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備暫態(tài)局部放電帶電測試技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用指南》和《變電站設(shè)備帶電測試指南》，查閱2014年第108號文件。當(dāng)≤8dB、> 8dB和≤15dB異常時，超聲值正常，超聲值> 15dB為缺陷；暫態(tài)電壓的相對值≤20dB為正常，> 20dB為異常，30dB為嚴(yán)重，因此判斷此開關(guān)柜有局部放電缺陷。

原因分析

通過與超聲波和瞬態(tài)地電壓局部放電檢測數(shù)據(jù)的對比驗證，發(fā)現(xiàn)兩種方法確定的放電位置基本一致，均存在于35kV母PT開關(guān)柜的前方。通過二分曲面法定位缺陷。結(jié)合對缺陷位置局部放電特性的分析，定位結(jié)果表明，缺陷可能位于35kV母PT開關(guān)柜母線柜上部母線排A相支柱絕緣子附近。由于視線在開關(guān)柜范圍內(nèi)受阻，無法確認(rèn)具體的排放位置。因此，對缺陷開關(guān)柜運行環(huán)境和周圍環(huán)境進行了進一步的觀察和分析，發(fā)現(xiàn)了以下特點:

1.由于北方春天的氣候特點，110千伏這個變電站位于山頂。與同類變電站相比，海拔較高，晝夜溫差大，開關(guān)室電纜溝內(nèi)也有潮氣上升，開關(guān)柜潮氣不易散去，5月10日發(fā)生大范圍降雨，導(dǎo)致柜內(nèi)絕緣介質(zhì)受潮，導(dǎo)致絕緣介質(zhì)絕緣性能下降。

2.110千伏這變電站位于山西省北部的煤電基地。在這個變電站的西北大約2公里處有一個水泥廠，這個變電站的污染水平達(dá)到3級。空氣質(zhì)量很差。通過與當(dāng)?shù)厝藛T的了解，發(fā)現(xiàn)天氣條件差，每年有一段時間煙霧很重。空氣中的懸浮顆粒可能會從開關(guān)柜上部的散熱孔進入開關(guān)柜的內(nèi)部，導(dǎo)致母線箱中的污染和支柱絕緣子等絕緣介質(zhì)的絕緣性能下降。

3.開關(guān)柜由于電磁場的集中，它對絕緣的薄弱部分有很大影響。在長期運行過程中，強電磁場會強烈破壞周圍的絕緣介質(zhì)，從而形成局部放電。

正是由于這種開關(guān)柜的特性，才為局部放電的發(fā)生埋下了隱患。因此，針對此次局部放電，初步確定放電位置可能為35kV母線PT開關(guān)柜上母線倉母線排A相支柱絕緣子。

缺陷處理

當(dāng)開關(guān)室內(nèi)的背景噪聲值低于20毫伏，測量值高于30毫伏時，表明開關(guān)柜有局部放電，表明嚴(yán)重。為了消除故障，制定了停電修復(fù)缺陷處理方案。2016年5月12日，110kv 變電站35kVⅱ母線及其設(shè)備停電檢修。進行交流耐壓試驗。發(fā)現(xiàn)35kV母線PT開關(guān)柜上母線排a相支柱絕緣子有明顯放電現(xiàn)象。35kV母線PT開關(guān)柜頂部母線倉蓋現(xiàn)場打開。人們發(fā)現(xiàn)公共汽車?yán)浔粐?yán)重污染了。同時發(fā)現(xiàn)母線a相支柱絕緣子有表面閃絡(luò)放電痕跡，并伴有燒損現(xiàn)象。之后，徹底清潔母線箱，更換A相支柱絕緣子。然后做交流耐壓，絕緣合格，無異常聲音。送電后運行24小時后，再次進行局部放電試驗，此時開關(guān)柜，瞬態(tài)接地電壓和超聲波局部放電數(shù)據(jù)正常(試驗數(shù)據(jù)如下表所示)，放電缺陷消除。

結(jié)論

通過瞬態(tài)地電壓和超聲波兩種測試方法，對發(fā)現(xiàn)的缺陷進行了處理。經(jīng)確認(rèn)，110kv 變電站35kVⅱ母線PT開關(guān)柜上層母線倉積有嚴(yán)重污染。主要原因是前幾天的降雨導(dǎo)致母線排a相支柱絕緣子受潮，導(dǎo)致絕緣性能下降，從而導(dǎo)致局部放電故障的發(fā)生。

經(jīng)驗反饋

瞬態(tài)地電壓(TEV)和超聲波檢測技術(shù)對class 開關(guān)柜等封閉設(shè)備的局部放電檢測高度敏感，能夠有效發(fā)現(xiàn)class 開關(guān)柜運行過程中的隱患，因此應(yīng)定期對class 開關(guān)柜的瞬態(tài)地電壓和超聲波局部放電信號進行檢測，采用水平和垂直比較法進行分析判斷，必要時縮短檢測周期。當(dāng)設(shè)備中發(fā)現(xiàn)疑似放電故障時，充分利用瞬態(tài)地電壓、超聲波、超高頻等多種測試方法進行聲電聯(lián)合測試，通過多角度、全方位的調(diào)查，降低誤判的概率。對于瞬時接地電壓和超聲局部放電信號開關(guān)柜的診斷方法，可采用手動交流耐壓試驗和瞬時接地電壓和超聲局部放電信號檢測開關(guān)柜相結(jié)合的方法。事實證明，該方法簡單有效。

1.鑒于此故障，為避免此現(xiàn)象再次發(fā)生，建議在惡劣運行環(huán)境開關(guān)柜時，應(yīng)更多考慮防洪、防污染等方面，并設(shè)計有利于改善機柜內(nèi)設(shè)備運行條件的裝置或開關(guān)柜結(jié)構(gòu)。

2.開關(guān)柜超聲波檢測具有很強的方向性。在檢測中，可以通過移動傳感器來觀察放電強度，以便找到放電源。然而，必須注意可能的干擾源，如風(fēng)扇、熒光燈等。

3.對于設(shè)備內(nèi)部放電，一次設(shè)備外殼、工作接地等參考柜也可以接地，可以在開關(guān)柜范圍內(nèi)模擬實際運行，效果良好。

4.開關(guān)柜現(xiàn)場檢測技術(shù)對檢測人員有更高的要求，所以檢測人員必須有高度的責(zé)任心、真實的態(tài)度、規(guī)范的操作和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑\斷分析來完成檢測工作。在分析異常數(shù)據(jù)時，必須綜合考慮設(shè)備的運行環(huán)境和周圍環(huán)境等因素，避免誤判等。

來源:我是一名電工