一起500 kV變電站GIS局部放電檢測(cè)定位分析

李　健 ，徐　亮 ，杜濱洋

（1.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司物資公司，山東　濟(jì)南　250001；2.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東　濟(jì)南　250118）

1　缺陷描述

對(duì)某500 kV變電站220 kV GIS設(shè)備進(jìn)行例行帶電檢測(cè)時(shí)，工作人員發(fā)現(xiàn)C相隔離開關(guān)氣室超聲波局部放電信號(hào)存在明顯的相位相關(guān)性，在使用特高頻局部放電儀進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)該氣室臨近絕緣子處有明顯的重復(fù)信號(hào)，懷疑該氣室內(nèi)部存在局部放電現(xiàn)象。對(duì)該部位進(jìn)行多次復(fù)測(cè)發(fā)現(xiàn)該氣室異音較明顯，夾雜著“咝咝”放電聲，利用特高頻時(shí)差定位系統(tǒng)對(duì)該部位放電信號(hào)進(jìn)行分析，判斷該氣室存在局部放電，放電類型為懸浮放電，并將放電源定位在C相隔離開關(guān)觸頭位置。對(duì)該氣室解體檢查后，發(fā)現(xiàn)C相隔離開關(guān)氣室內(nèi)隔離開關(guān)拔叉等電位彈簧已燒蝕成粉末，拔叉上也有燒傷痕跡，隔離開關(guān)操作絕緣子表面及GIS內(nèi)壁均布滿放電粉塵。

2　檢測(cè)及分析

2.1　超聲波局部放電檢測(cè)法

圖1　檢測(cè)連續(xù)模式

工作人員用AIA1型GIS超聲局部放電檢測(cè)儀進(jìn)行例行帶電檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)C相隔離開關(guān)氣室附近超聲波局部放電信號(hào)相位相關(guān)性較明顯，且50 Hz相關(guān)性明顯大于100 Hz相關(guān)性，如圖1所示。在相位模式下進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)點(diǎn)的分布呈現(xiàn)一定聚集效應(yīng)，具有電暈放電特征，如圖2所示。5天后，對(duì)該部位復(fù)測(cè)發(fā)現(xiàn)該氣室異音較明顯，且夾雜著“咝咝”放電聲，超聲波檢測(cè)發(fā)現(xiàn)連續(xù)模式下信號(hào)幅值非常大，最大幅值近200 mV，如圖3所示。相位相關(guān)性也非常不穩(wěn)定，相位模式下，點(diǎn)非常分散，無相位特性，如圖4所示。分析可能由于振動(dòng)噪音較大，將放電產(chǎn)生的聲信號(hào)覆蓋。

圖2　檢測(cè)相位模式

圖3　檢測(cè)連續(xù)模式

圖4　檢測(cè)相位模式

2.2　特高頻局部放電檢測(cè)法

使用PD-IGSM-P8 GIS特高頻局部放電檢測(cè)儀，對(duì)該氣室南側(cè)臨近絕緣子進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)信號(hào)較強(qiáng)，與超聲波檢測(cè)法檢測(cè)位置一致，其PRPD及放電模式譜分別如圖5、圖6所示，結(jié)合樣本庫(kù)，分析判斷該放電信號(hào)為懸浮放電。

圖5　特高頻檢測(cè)所得PRPD圖

圖6　特高頻檢測(cè)所得PRPS圖

2.3　特高頻時(shí)差定位檢測(cè)法

使用特高頻時(shí)差定位系統(tǒng)進(jìn)行分析，在隔離開關(guān)氣室周圍空氣中，檢測(cè)到明顯的重復(fù)信號(hào)（通常局部放電在空氣中衰減很快，氣室外檢測(cè)信號(hào)很小），發(fā)現(xiàn)信號(hào)脈沖幅值非常大，最大幅值約為4 V，信號(hào)間隔10 ms，脈沖幅值變化不大，呈現(xiàn)明顯懸浮放電特征，如圖7所示。為精確查找內(nèi)部放電源，利用時(shí)差法對(duì)電磁波信號(hào)進(jìn)行了定位。通過在圖8所示A、B兩個(gè)盆式絕緣子處放置傳感器，測(cè)得時(shí)差13 ns，特高頻時(shí)差定位檢測(cè)如圖9所示，經(jīng)計(jì)算得知放電源距A盆式絕緣子1.4 m處，與超聲所測(cè)部位相符。

圖7　特高頻檢測(cè)示波器檢測(cè)信號(hào)波形

圖8　特高頻定位放電源位置

圖9　特高頻時(shí)差定位

2.4　紫外成像放電檢測(cè)法

工作人員發(fā)現(xiàn)該氣室有異常信號(hào)后，為排除周圍環(huán)境對(duì)檢測(cè)信號(hào)的干擾，使用Uvoll-Vi紫外成像檢測(cè)儀對(duì)該部位周圍套管、導(dǎo)線及引出線接頭位置進(jìn)行紫外放電檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)周圍有明顯放電現(xiàn)象。

2.5　SF6氣體組分測(cè)試法

工作人員使用STP1003泰普聯(lián)合SF6氣體成分檢測(cè)儀對(duì)該隔離開關(guān)氣室氣體分解產(chǎn)物進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，具體分解產(chǎn)物檢測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示。

正常情況下，隔離開關(guān)等非滅弧氣室內(nèi)應(yīng)無SO2氣體成分，從測(cè)試結(jié)果看，已有少量SO2氣體存在，證明內(nèi)部存在放電缺陷。分解氣體含量較少的原因，一是與故障比較，局部放電能量較小，二是該氣室較大且三相聯(lián)通，分解產(chǎn)生的SO2氣體擴(kuò)散后導(dǎo)致相對(duì)濃度較低。

表1　氣體分解產(chǎn)物檢測(cè)結(jié)果

2.6　解體檢查

為進(jìn)一步確認(rèn)該氣室的具體放電位置，對(duì)該氣室進(jìn)行停電解體檢查。解體后，發(fā)現(xiàn)C相隔離開關(guān)氣室內(nèi)隔離開關(guān)拔叉等電位彈簧已燒蝕成粉末，拔叉上有燒傷痕跡，隔離開關(guān)操作絕緣子及GIS內(nèi)壁布滿放電粉塵，如圖10所示。

圖10　絕緣子、GIS內(nèi)壁粉塵及拔叉燒蝕

3　結(jié)語

超聲波局部放電檢測(cè)技術(shù)具有抗電氣干擾能力強(qiáng)、可準(zhǔn)確定位的優(yōu)點(diǎn)，是目前進(jìn)行GIS局部放電測(cè)試比較可靠有效的檢測(cè)手段，但超聲波在氣體介質(zhì)傳播過程中信號(hào)衰減較快，在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)局部放電普測(cè)時(shí)，取點(diǎn)較密集，工作量比較大，一定要嚴(yán)格取點(diǎn)距離，以免漏測(cè)放電點(diǎn)。

特高頻局部放電檢測(cè)技術(shù)具有很高的檢測(cè)靈敏度，檢測(cè)頻帶寬，但其抗干擾能力弱，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，較難分辨局部放電信號(hào)和背景噪音信號(hào)，需要積累足夠的經(jīng)驗(yàn)才能進(jìn)行判斷。

特高頻局部放電時(shí)差定位檢測(cè)法是比較先進(jìn)的特高頻檢測(cè)技術(shù)，具有很高的檢測(cè)靈敏度，抗干擾能力強(qiáng)，故障定位范圍廣，可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)GIS狀態(tài)診斷工作中，能夠快速準(zhǔn)確定位局部放電信號(hào)源，有效發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部缺陷并定位，使局部放電檢測(cè)工作更加準(zhǔn)確、全面、有效。

紫外成像放電檢測(cè)法可以作為輔助手段檢測(cè)并定位周圍存在的噪聲干擾。

[1]李秀廣，郭榮坤，馬波，等.一起110 kV變電站GIS絕緣子故障定位分析[J].電氣技術(shù)，2016（12）：162-166.

[2]羅彤，李學(xué)斌，郎業(yè)興，等.500 kV HGIS設(shè)備聯(lián)合帶電檢測(cè)分析[J].東北電力技術(shù)，2016，37（6）：23-26.

[3]王蕾.變電站設(shè)備帶電檢測(cè)方法的研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2016.

[4]朱毅，吳建軍，劉旭，等.GIS設(shè)備超聲波局部放電帶電測(cè)試方法及故障分析[J].東北電力技術(shù)，2015，36（1）：33-36

[5]國(guó)家電網(wǎng)公司運(yùn)維檢修部.電網(wǎng)設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2014.

[6]魏舯，熊俊，楊森.GIS局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)分析與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用[J].電氣自動(dòng)化，2016，38（2）：106-108.

[7]李軍浩，韓旭濤，劉澤輝，等.電氣設(shè)備局部放電檢測(cè)技術(shù)述評(píng)[J].高電壓技術(shù)，2015，41（8）：2 583-2 601.