110 kV GIS局部放電異常分析與處理

毛惠卿，李秀國

（濱州供電公司，山東 濱州 256610）

0 引言

隨著電力行業的快速發展，GIS設備由于其占地面積與空間體積小、安裝方便、運行可靠、維護方便、檢修周期長等特點已被普遍應用，但GIS是全封閉組合電力設備，一旦出現事故，造成的后果比敞開式設備嚴重得多，故障修復時間也較長，因此對GIS的運行監測是十分重要的。

2010年6月2日，在對某變電站110 kV GIS進行超聲波和超高頻局部放電檢測時，發現110 kV 1號母線母聯與備用五、六間隔之間的盆式絕緣子附近超聲及超高頻信號有異常，經反復多次測試、并與相鄰氣室比對，確定110 kV 1號母線母聯與備用六間隔之間存在異常局部放電信號。該 GIS設備 2006年 8月出廠，2006年 12月投運?，F運行主變進線間隔2回、PT間隔2回、母聯間隔1回、出線間隔5回，現有備用出線間隔5回。

1 問題分析

1.1 第一次復測

為進一步對異常信號進行分析診斷，2010年6月7日，采用超高頻和超聲測試儀對110 kV GIS設備再次進行了帶電測試和現場復核。超高頻測得明顯的放電信號，經儀器自動判斷為尖端放電，但從波形來看，還具有一定的100 Hz相關性，如圖1所示，超聲波信號圖譜的雙極性特征較明顯，但也存在兩處不大一樣的特征，如圖2所示。

圖1 超高頻信號圖譜

圖2 超聲波信號圖譜

測試進一步確定局放檢測異常的位置為110 kV 1號母線與備用六間隔-1刀閘連接部位。從放電波形、頻率看，1號母線和2號母線上測得的放電信號均產自同一個放電源；初步判斷放電類型為連接松動引起的懸浮放電，同時伴隨有尖端放電現象；放電信號較明顯，具有一定的危害性。

1.2 第二次復測

為進一步確保110 kV GIS設備局部放電測試結果的正確性，并對放電點進行精確定位，于2010年6月18日用不同的超聲和超高頻儀器對設備信號異常部位進行了第二次復測。

超高頻局放測試測試情況：通過對備用六間隔附近兩條母線上的6個盆式絕緣子進行超高頻信號測量，結果顯示備用六間隔兩側1號母線上的兩個盆式絕緣子上超高頻放電信號最強，其他盆式絕緣子上的信號明顯較弱，因此確定了放電氣室為1號母線上備用六間隔所在氣室。

超聲局放測試情況：用超聲局放檢測儀對放電氣室進行逐點測試，測試結果顯示放電信號最強點出現在1號母線上備用六間隔-1刀閘A相下方，其信號較其他部位有明顯增長。所測最大超聲信號峰值達38Mv（圖 3、圖4），且具有較強的100 Hz相關性，對信號進行相位模式分析，信號圖譜與標準的懸浮放電圖譜較為相似，初步診斷為懸浮放電類型。

1.3 異常信號分析

通過采用不同設備進行的超聲和超高頻局放測試結果，對110 kV GIS設備局部放電異常情況初步分析判斷為：

圖3 超聲局放測試信號（連續模式）

圖4 超聲局放測試信號（相位模式）

1）由GIS設備內部局部放電引起，不屬于電磁或機械振動信號。

2）110 kV 1號母線和2號母線上所測得的放電信號來自于同一放電源。

3）放電氣室確定為110 kV 1號母線備用六間隔所在氣室，放點位置確定為1號母線上備用六間隔-1刀閘A相下方。

4）綜合各類測試數據，初步判斷局部放電類型為懸浮放電類型，并伴隨尖端放電，根據信號位置，初步判斷為支撐絕緣件有缺陷。

5）放電信號較強，危害性較大，設備繼續運行有發生絕緣故障的危險，屬重大安全隱患，需安排停電檢修。

2 設備解體檢查、原因分析

將設備停電后解體檢查，檢查氣室內無異常，更換懷疑有缺陷的絕緣子后，送電正常，局放信號消失。

為了進一步確定絕緣部件的缺陷原因，2010年7月22日，將更換的絕緣部件進行X光探傷和局放檢測試驗。

將懷疑有缺陷的A相支柱絕緣子在進行X光探傷，發現內部有明顯裂紋（圖5），裂紋由內而外，還沒有延伸到表面，所以該絕緣子外觀檢查無異常。

對A相支柱絕緣子進行局放測試，在電壓升至50 kV時，即出現大于500 pC的明顯局放。

圖5 A相支柱絕緣子X光探傷內部裂紋

根據試驗結果可以確定，110 kV GIS在運行過程中所測得的異常局部放電信號即來自于該支柱絕緣子。

產品由于設備主母線結構為：主母線盆+間隔，對接時為間隔（母聯）帶絕緣盆與備用六對接，內部導電桿一端預先插入主母線絕緣盆處梅花觸頭內，三相導電桿另一端同時與備用六母線筒內觸頭對接，其中A相導電桿最長，對接中最不易控制，因次很可能發生與觸頭外屏蔽罩的頂撞，從而導致支柱絕緣子受力在內部產生細小裂紋，在隨后一個長期運行過程中裂紋不斷發展由小變大進而達到試驗前的狀態；由X光探傷情況看，裂紋比較明顯，繼續運行極易發生絕緣子斷裂、母線接地的故障。

3 結語

通過GIS的測試和解體檢查情況，可以看出局部放電測試技術對于GIS內部缺陷的檢測、定位及嚴重程度的診斷非常有效，可以幫助GIS使用單位提前發現內部安全隱患，避免缺陷進一步發展導致故障的發生。

本次110 kV GIS設備的重大安全隱患排查工作，不僅消除了該GIS設備的重大安全隱患，避免了一起重大設備事故的發生，并且是局部放電測試技術應用于GIS設備檢測以來，我省第一次發現典型局放信號異常并解體檢查得到驗證，為今后的局部放電測試、分析積累了寶貴的經驗。