一起35 kV開(kāi)關(guān)柜CT傘裙電暈放電故障分析

周 迅，石惠承，莫加輝

國(guó)網(wǎng)嘉興供電公司，浙江 嘉興 314000

0 引言

開(kāi)關(guān)柜是變電站內(nèi)重要的電力設(shè)備之一，是連接電網(wǎng)和電力用戶間的紐帶。開(kāi)關(guān)柜控制著電能在電網(wǎng)和用戶之間的傳輸，起到保護(hù)電網(wǎng)、隔離線路故障的作用[1-3]。目前，為了提高用戶的用電質(zhì)量和滿意度，減少不必要的停電檢修和非計(jì)劃故障停電，電力公司提出狀態(tài)評(píng)估和狀態(tài)檢修的方法，即在設(shè)備帶電運(yùn)行的情況下，對(duì)設(shè)備的狀況進(jìn)行評(píng)估和預(yù)判，解決故障于未然[4-5]。文章主要針對(duì)一起35 kV開(kāi)關(guān)柜CT傘裙電暈放電故障進(jìn)行分析和處理，以保障開(kāi)關(guān)柜的正常運(yùn)行。

1 缺陷發(fā)現(xiàn)過(guò)程

2021年4月29日，國(guó)網(wǎng)某省電力公司某供電公司試驗(yàn)班對(duì)某110 kV變電站35 kV開(kāi)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)合帶電測(cè)試，發(fā)現(xiàn)35 kV 3595寺黑開(kāi)關(guān)柜存在幅值為42 dB的異常超聲波信號(hào)，特高頻放電信號(hào)幅值為41 dB，暫態(tài)地電壓信號(hào)后柜下部位置檢測(cè)到最大值為57 dB。

通過(guò)定位分析，最終判斷信號(hào)來(lái)自開(kāi)關(guān)柜后下部B相CT傘裙電暈、氣隙放電。最后停電處理驗(yàn)證測(cè)試結(jié)論準(zhǔn)確性。

開(kāi)關(guān)柜為某銀河電氣設(shè)備有限公司生產(chǎn)，型號(hào)為KYN61-40.5，出廠日期為2005年11月。

2 檢測(cè)分析方法

2.1 局放聯(lián)合巡檢

（1）超聲波檢測(cè)。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)35 kV 3595寺黑開(kāi)關(guān)柜后下方縫隙處超聲波信號(hào)異常，信號(hào)幅值達(dá)到42 dB。頻率成分2＞頻率成分1。相位圖譜顯示有兩簇脈沖放電信號(hào)，波形圖譜顯示每個(gè)工頻周期有兩簇放電脈沖，具有明顯的工頻相關(guān)性，放電信號(hào)穩(wěn)定。幅值、波形圖譜如圖1所示。

圖1 幅值、波形圖譜

（2）暫態(tài)地電壓檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)，暫態(tài)地電壓金屬背景值為23 dB，整個(gè)高壓開(kāi)關(guān)柜暫態(tài)地電壓檢測(cè)值明顯偏高，檢測(cè)幅值在36～57 dB，在35 kV 3595寺黑開(kāi)關(guān)柜后下測(cè)點(diǎn)位置達(dá)到最大值57 dB，暫態(tài)地電壓判斷為異常。

（3）特高頻檢測(cè)。使用華乘PDS-T90對(duì)35 kV 3595寺黑開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行特高頻測(cè)試，在前后觀察窗處均檢測(cè)到異常特高頻信號(hào)。特高頻PRPD/PRPS圖譜和周期圖譜如圖2所示。其中，信號(hào)幅值為41 dB，特高頻信號(hào)工頻50 Hz相關(guān)性強(qiáng)，每個(gè)工頻周期一大一小兩簇信號(hào)，每簇信號(hào)幅值大小不一，初步判斷為氣隙放電。后續(xù)需要進(jìn)行精確定位，確定放電信號(hào)的精確位置。

圖2 特高頻PRPD/PRPS圖譜

2.2 特高頻定位方法

使用華乘PDS-G1500設(shè)備，采用特高頻時(shí)差定位法，對(duì)35 kV 3595寺黑開(kāi)關(guān)柜存在的異常放電信號(hào)進(jìn)行精確定位，查找放電源具體位置。

（1）局放信號(hào)類型的分析。特高頻局放信號(hào)在示波器中的波形如圖3所示。由此可知，一個(gè)工頻周期（20 ms）出現(xiàn)脈沖分布寬度不同的兩簇信號(hào)，信號(hào)出現(xiàn)的頻率穩(wěn)定，信號(hào)最大幅值達(dá)到292 mV，具有電暈放電、氣隙放電特征。

圖3 示波器波形圖

（2）局放信號(hào)定位分析。第一，局放信號(hào)橫向定位分析。橫向定位傳感器布置圖及定位波形如圖4所示。在圖4（a）中，特高頻傳感器1放置在3595寺黑開(kāi)關(guān)柜的后面板下部靠左側(cè)縫隙處，傳感器2放置在3595寺黑開(kāi)關(guān)柜的后面板下部中間側(cè)縫隙處。傳感器位置及定位波形如圖4（b），波形1與波形2起始沿時(shí)差為0，可知信號(hào)源距離兩傳感器距離相等，即位于兩傳感器連線的垂直平分面上，信號(hào)源橫向所在平面位置如圖中豎線所示。

圖4 橫向定位傳感器布置圖及定位波形

第二，局放信號(hào)垂直定位分析。縱向定位傳感器布置圖和定位波形如圖5所示。分別將傳感器1、傳感器2放置在3595寺黑開(kāi)關(guān)柜后面板中部、下部縫隙處，見(jiàn)圖5（a）。圖5（b）中，波形2超前波形1起始沿1.7 ns，可知信號(hào)到達(dá)傳感器2距離較近，說(shuō)明信號(hào)源位于兩傳感器中間所在的平面偏向傳感器2一側(cè)，通過(guò)特高頻信號(hào)時(shí)差計(jì)算得知信號(hào)源高度距離地面40 cm附近，信號(hào)源縱向所在平面如圖5（b）中橫線所示。

圖5 縱向定位傳感器布置圖及定位波形

2.3 定位結(jié)論

綜上所述，3595寺黑開(kāi)關(guān)柜后下部位置存在局部放電現(xiàn)象，放電類型為電暈放電、氣隙放電復(fù)合放電，放電信號(hào)特高頻幅值為292 mV，放電信號(hào)超聲波幅值為41 dB，放電源具體位置橫向位于A、B相位置，高度距離地面約40 cm。

3 停電檢查及處理

2021年4月30日，對(duì)35 kV 3595寺黑開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行停電檢查處理。停電后發(fā)現(xiàn)在定位點(diǎn)處B相電流互感器與絕緣隔板之間有明顯的放電痕跡。現(xiàn)場(chǎng)將柜內(nèi)的CT清灰、除塵處理，然后重新做了絕緣噴涂，對(duì)絕緣隔板進(jìn)行更換處理。再次送電之后，進(jìn)行帶電檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果正常，缺陷消除。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)柜帶電檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，并利用帶電檢測(cè)技術(shù)發(fā)現(xiàn)和定位分析一起35 kV開(kāi)關(guān)柜CT傘裙電暈放電故障，從而避免了一起開(kāi)關(guān)柜停電事故，提高了電力企業(yè)的供電可靠性，降低了地區(qū)配電網(wǎng)的停電指數(shù)。