提高干式互感器局部放電測試靈敏度的方案優化

朱善俊 劉瑞英

摘 要：本文主要是對局部放電測試儀在測試干式互感器時的干擾因素進行了分析，并對相應干擾因素提出對策方案，然后對方案進行優化。通過具體實施，優化后的方案是切實可行的，取得了明顯的效果。

關鍵詞：干式互感器；局部放電；測試儀；靈敏度

局部放電是指發生在電極之間但并未貫穿電極的放電，它是由于設備絕緣內部存在弱點或生產過程中造成的缺陷，在高電場強度作用下發生重復擊穿和熄滅的現象。它表現為絕緣內氣體的擊穿、小范圍內固體或液體介質的局部擊穿或金屬表面的邊緣及尖角部位場強集中引起局部擊穿放電等。

高壓互感器在系統內是很重要的運行設備，互感器的故障造成電力系統的惡性循環事故也很多。利用局部放電測量來判斷其絕緣狀況已證明有很好的實際效果。但是局部放電信號非常微弱（幾十毫伏左右），很容易受試驗現場干擾的影響，由種種原因引起的干擾將嚴重地影響局部放電試驗。假使這些干擾是連續的而且其幅值是基本相同的（背景噪聲），它們將會降低監測儀的有效靈敏度，即最小可見放電量比所用試驗線路的理論最小值要大。這種形式的干擾會隨電壓而增大，因而靈敏度是按比例下降的。在其他的一些情況中，隨電壓的升高而在試驗線路中出現的放電，可以認為是發生在試驗樣品的內部。因此，重要的是將干擾降低到最小值，以及使用帶有放電實際波形顯示的監測儀，以最大的可能從試樣的干擾放電中鑒別出假的干擾放電響應。

所以，局部放電測試儀在測試干式互感器時，通過優化方案排除干擾因素，從而提高靈敏度有非常重要的意義和經濟價值。

一、可行性調查

根據某供電公司《高壓試驗初始記錄》和現場調查，我們統計了2011年3月1日到5月30日間35kV及以下變電站干式互感器局部放電試驗的情況并作圖如表1所示：

然后對2011年3月1日至2011年5月30日的干式互感器局部放電測試靈敏度不高的問題進行認真分析，并分類統計如表

2下：

通過分析和統計，各類干擾造成試驗靈敏度低的比例為88.5%，是造成干式互感器局部放電試驗靈敏度不高的主要問題。如果能減少各類干擾造成試驗靈敏度低的次數，則可以大幅度提高局部放電測試的靈敏度。

二、原因分析

通過分析，得出產生干擾的7條末端因素：空氣濕度大、試驗線路接觸不良引起的接觸噪聲、被試品二次接地不良、試驗回路的放電、試驗區域的金屬物懸浮、電磁輻射干擾、電源干擾。隨后我們制定了要因確認安排表，明確應該確認的內容、方法：

空氣濕度大干擾要因確認：分別在濕度為35%的情況和濕度為85%的情況下于變電站進行五次互感器局部放電試驗，通過確認結果表明無論在空氣濕度大或小的情況下，測試的分辨率都<1pc（標準：濕度不超過80%，分辨率≤1pc）。因此空氣濕度大不是主要原因。

試驗回路的接觸不良引起的接觸噪聲干擾要因確認：于變電站對35kV井焦1#線互感器進行局部放電試驗，通過確認結果表明試驗回路接觸不良時，背景噪聲增大，造成分辨率低。因此試驗回路的接觸不良引起的接觸噪聲是主要原因。

被試品二次接地不良干擾要因確認：對變電站35kV線線路互感器進行局部放電試驗，確認結果表明現場測試表明二次接地無論是否良好，分辨率都在1pc以下，影響不大，因此被試品二次接地不良不是主要原因。

試驗回路連接引線的放電干擾要因確認：：于變電站35kV線路互感器進行局部放電試驗，通過確認結果表明試驗回路連接引線電暈放電將引起的分辨率偏大，因此試驗回路連接引線的放電是主要原因。

試驗區域的金屬物懸浮要因確認：于變電站35kV北格線的電流互感器進行測試，通過確認結果表明，在有金屬懸浮物和無金屬懸浮物兩種情況下，分辨率都在1pc以下，未超出標準。進一步試驗發現兩種測試結果基本不影響測試靈敏度，因此試驗區域的金屬懸浮物不是主要原因。

電磁輻射干擾要因確認：于變電站對1-4號電容器組A相電流互感器進行局部放電測試，通過確認結果表明，試驗人員嚴格遵照規程工作，電流互感器在有電磁輻射干擾的情況下，分辨率與1pc相比，偏差較大。因此電磁輻射干擾是主要原因。

電源干擾要因確認：于變電站2-5號電容器組的電流互感器進行局部放電試驗，通過確認結果表明電源干擾不是主要原因。

通過對末端因素逐一確認，我們得到干式互感器局部放電試驗靈敏度不高的主要原因是：試驗回路接觸不良引起的接觸噪聲、試驗回路連接引線的放電、電磁輻射干擾。

三、方案優化

針對所確定的要因，對所有方案進行優化：

針對以上要因分析結果和優化方案，制定了相應的對策表：

四、對策實施及分析

對要因試驗線路接觸不良引起的接觸噪聲，實施從試驗變壓器到外部引線用螺絲壓緊的對策，實施前后對照如圖1、圖2所示：

圖1 實施前試驗引線接法 圖2 實施后用螺絲壓緊接線法

對要因試驗回路的放電，實施保證試驗引線的橫截面達到試驗要求的對策，

實施前后對照圖如圖3、圖4所示：

圖3實施前所用引線 圖4實施后所用引線

對要因電磁輻射干擾，實施使用設計良好的金屬網屏蔽的對策，實施前后對照圖如圖5、圖6所示：

圖5有電磁輻射干擾的圖譜 圖6屏蔽電磁輻射干擾后的圖譜

通過現場實施，對實施前后進行比較得出：使用螺絲壓緊的方法避免了試驗線路接觸不良引起的接觸噪聲，提高了互感器局部放電試驗的靈敏度；通過使用金屬網，屏蔽了電磁輻射；通過局放測試儀的監測效果可以看出，活動后，試驗波形非常良好，基本消除了電磁輻射的影響。

五、結論

通過一系列優化方案的實施，取得了明顯的效果。

實施前后效果對比：實施前主要問題“各類干擾”已經在實施后出現頻率大大降低，由88.5%降為實施后的20%，已不是主要問題，“各類干擾”已經得到很好解決。

以2011年度經濟效益情況為分析對象，項目實施前后經濟效益得到了很大提高，取得了良好的經濟效益。同時方案優化后縮短了停電時間，減少了人力物力浪費，從而大大提高了工作效率，大力保障了用電可靠性。所以，提高干式互感器局部放電測試靈敏度的方案優化具有非常重要的意義和經濟價值。

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