江西电力·２０１８ 艾军，余炜，吴灵芝 （国网江西省电力有限公司鹰潭供电分．ｘｘ－￣，江西鹰潭３３５０００） 摘要：通过对某１１０ ｋＶ变电站１０ ｋＶ高压室进行带电检测．发现了一例开关柜的绝缘缺陷。经停电检查后发现 开关柜后下电缆室Ｂ相电缆接头绝缘有明显的放电烧蚀痕迹，验证了超声波局放检测结果。通过对形成该绝缘缺 陷原因的分析，提出了相应的应对和防范措施，对开关柜内设备的运维工作具有很好的指导作用。 关键词：局部放电；开关柜；带电检测 中图分类号：ＴＭ８６２ 文献标志码：Ｂ 检测手段主要包括特高频法、超声波法、暂态地电压 ０ 引言 国家电网公司在２００７年提出，在公司内部全面推 进电网设备状态检修管理，把设备运行状态管理作为 法。因为开关室内环境复杂、干扰较多，需要结合多 种检测方法，综合判断柜内放电类型和部位。局部放 电检测为带电短时间内检测，有别于长期连续的在线 监测，是发现设备潜伏性运行隐患的有效手段，是电 力设备安全、稳定运行的重要保障 。 １．１超声波检测技术 状态检修体系的重点Ｔ作” 。带电检测作为状态检修 的主要技术手段，被广泛的应用于开关柜局部放电隐 患排查＿Ｔ作。随着我国经济的不断增长，社会的用电 量也随之不断增加，在变电站的配电和电能转换功能 超声波是指振动频率大于２０ ｋＨｚ的声波，频率高、 波长短，在一定距离内沿直线传播，具有良好的束射ｌ生和 方向性。超声波检测法分为接触式和非接触式，开关柜 带电局放检测主要采用非接触式检测法，即在开关柜金 中，开关柜起到开合、控制和保护用电设备的作用，开 关柜的安全稳定运行对电力系统的供电可靠性起着 重要的作用。与变电站的室外间隔相比，开关柜具有 属外壳的缝隙处对空气中的声波进行检测，传感器频响 宽度一般为３５—４５ ｋＨｚ。因为谚溢测方法与电气设备的 电气回路没有直接联系，不会受到电气方面的干扰，但容 易受高压室内环境噪声或设备机械振动的影响 。超声 波检测模式分为连续检测模式、相位检测模式、脉冲检 测模式、时域波形检测模式、特征指数检测模式。 １．２ 暂态地电压检测技术 结构紧凑、占地面积小的优点，但同时也暴露出内部 结构复杂、散热性能差等问题，且长期＿Ｔ作环境处于 高温、高压、潮湿状态，造成开关柜内绝缘受潮、沿面放 电和电晕放电等局部放电现象。经统计，因柜内设备 绝缘损坏造成的故障率达开关柜总故障的４０％ｔ 。 开关柜的绝缘设备从异常到最终发展成故障，需 要经历一个放电过程。因此通过加强带电检测工作， 开关柜发生局部放电产生电磁波，电磁波在金属 壁形成趋肤效应，并向开关柜表面各个方向传播，同时 在金属表面产生暂态地电压，金属柜体表面产生的暂 态地电压与局部放电量、放电位置、传播途径有关。利 用专用的传感器对暂态地电压信号进行检测，从而判 断开关柜内部的局部放电故障，同时还可以根据暂态 有利于及时发现柜内的潜伏性放电隐患。 １ 开关柜局部放电检测技术 目前，开关柜局部放电检测技术已日渐成熟，其 收稿日期：２０１８—０ｌ—ｌ３ 作者简介：艾军（１９８８一），男，硕士，现从事变电站设备运行管理工作 ２０１８年第４期／总第２０５期 ３７ 电网技术ｏ ＧＲＩＤ ＦＥＣＨＮＯＬＯＧ￣ｔ 地电压信 ‘到达不同传感器的时间差或幅值对比进行 局部放电源定位 暂态地电乐愉测技术对尖端放电 模 、ＩＵ晕放ｌ 模 、绝缘子内部缺陷模型敏感，对沿 放【乜模 、绝缘子表 放电模刑 敏感 １．３ 特高频局部放电检测技术 特高频检测法通过特高频传感器测量放电脉冲所 激发的特高频电磁波，这种电磁波的频率高达数ＧＨＺ． 特高频法榆洲频段一般任３００ ＭＨｚ．３ ＧＨｚ之问 Ｉ开 火柜一般使川外置式特高频传感器在缝隙或者 察窗 的位 进 榆洲 特高频检测 仃愉测 敏度高、 图２超声波检测幅值最大处 然后采，千ｊ波形和相位模式进行检测．其卡Ｈ应 ｉ酱 如图３、图４所示。 ＾Ｅ嬗嘭嗣窀 现场抗低频ｆＵ晕 扰能力灶、可实现局部放电源定位、 便于识别绝缘缺陷类 等优点，ｆＦｉ同时也容易受环境 ＬｆＪ特高频ＩＵ徽ｆ：扰的影响，凶为在特高频检测频率范 内口Ｊ‘能仃住手机信号、雷达信号、电机碳刷火花等电 磁ｒ扰信 ，这 ＿Ｔ扰信号可能会影响特高频检测的 准确悱．并ｌｌｌ‘尚未实现缺陷劣化程度的量化描述 ２ １０ｋＶ开关柜放电检测 ２．１ 超声波检测情况 ２０１７ １ １川９口，采用ＰＤＳ—Ｔ９０犁局放洲试仪 对某１ １０ ｋＶ变电站１０ ｋＶ开关柜进行超声波局放柃 测，背景噪声超声波周期最大值为一ｌ０ ｄＢ，５０ Ｈｚ相关 性和ｌ００ Ｈｚ卡ｌ｛关性为０ 检测到１０ ｋＶ ９２４开关柜后 图３超声波检测波形图谱 ＡＥ相位圈．彗： 下电缆室能听到明 的放电声．超声波信号异常 离 ９２４开关柜电缆室越远信号幅值越小．呈明显衰减趋 势９２４开关柜超声波检测连续冈 如图１所示，周 期最大值２２ ｄＢ．５０ Ｈｚ相关性较强．１００ Ｈｚ相关性较 弱 幅值最大点的位嚣示意图如图２所示 ：二．．。 一日ｎ 一■ 岫 图４超声波检测相位图谱 ２．２ 暂态地电压检测情况 ．．．， ．， 通过对１０ ｋＶ ９２４开关柜及其相邻开关柜进行暂 态地电压检测，背景幅值为９ ｄＢ，暂态地电， 洲试数 据如表ｌ所示，柃测结果表明，ｌＯ ｋＶ ９２４斤关柜技其 相邻开关柜测试数据变化 大，ｊｉ背景值差值在０．５ ｝＝！ 一～—— 图１ 超声波检测连续图谱 ３８ ｄＢ之间，未发现任何地电 异常信号 江西电力·２０１８ 表１暂态地电压检测数据 ｄＢ ｌ－ＬＪ１隔名称 １ｏ ｋＶ ９２３开关柜 ｌ０ｋＶ ９２４开关柜 １０ｋＶ ９２５开关机 ３－２原因分析 凝露会对设备绝缘性能造成很大的损害，而开关 柜内的温度和湿度对凝露的形成起着决定性作用，正 常情况下开关柜内湿度应该控制在３０％～６０％之 间。ｌ０～ｌ１月，本地区以阴、雨天气为主，高压室内 的湿度超过了８０％，老式的开关柜密封效果差，水汽 进入开关柜中，在电缆表面凝结成结晶水，引起沿面 放电，另外水汽在柜内强电磁场以及电缆尖端放电过 程中被电解成氢离子跟氧离子，氧离子在化学反应的 ２－３综合分析 本次采用了超声波、暂态地电压、特高频三种检 测方法对开关柜进行局部放电检测，因特高频检测法 没有检测到明显的特征图谱，故本文中没有列出特高 频局放测试图谱。根据超声波和暂态地电压检测结 果，初步判断９２４开关柜后下电缆室存在沿面放电。 作用下与氧气生成臭氧，致使开关柜内的绝缘设备处 于臭氧环境中，致使设备绝缘性能进一步下降。 ３．３缺陷处理 ３ 开关柜停电检查及分析处理 ３．１ 停电检查情况 对１０ ｋＶ ９２４开关柜进行停电检查，打开后柜门 发现Ｂ相电缆外绝缘因放电有明显残缺凹陷，并有碳 化痕迹，如图５、图６所示。从现场的情况初步判断， 抢修人员将Ｂ相电缆头拆掉，重新制作了一个新 的电缆头（图７所示），同时采用热缩绝缘护套对ＡＢＣ 相电缆进行加固处理，恢复正常送电３０ ｍｉｎ后再 对该开关柜进行局放检测，测试结果显示正常，放电 现象消失。 出线电缆ＡＢＣｌ一相距离太近，电缆表面积尘较厚，且 最近天气以阴、雨天为主，开关柜密封不严导致室内 湿气进入柜内，并在电缆表面凝结成水珠。在高电压 的持续作用下，最终造成电缆表面沿面放电。 图７更换后的电缆室照片 ４ 开关柜放电预防措施 ４．１ 隔离防潮 图５开关柜电缆室图片 采取有效措施，防止并及时排 电缆沟内积水， 在电缆进入开关柜的孔洞处使用阻燃材料进行严密 的封堵，以防沟内水汽进入开关柜内：在高压室内安 装除湿装置，如除湿机、空调、排风机等其他有效手 段，使高压室内的湿度控制合理的范同内，同时还可 以在开关柜内放置硅胶干燥剂，并及时予以更换。 ４．２ 采用新工艺和新材料 根据变电站所处的地质和气候条件，在设计阶 段，可以适当提升高压室的地基标高，地面基础越高， 图６有明显放电痕迹的电缆 对阻止地下水和水蒸气进入电缆沟的效果就越明显， ２０１８年第４期／总第２０５期３９ 电网技术ｏ ｉ ＧＲＩＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 从而达到控制开关柜内湿度的目的。提高开关柜外 壳的隔热性能，柜内凝露往往是因为柜内外温差所 致，可以通过改善柜体外壳的隔热性能来减小内外温 差，从而有效地降低凝露形成的概率。同时还可以在 开关柜发生绝缘故障频率增大。因此，应从没计、安 装以及运维等环节人手，采取有效措施解决开关柜防 潮问题，同时还应加强局部放电带电检测＿Ｔ二作，及早 发现柜内早期放电缺陷，从源头上消除隐患，为电网 的安全稳定运行保驾护航。 电缆孑Ｌ洞处使用绝热材料。 ４．３加强运维管理 运维人员应定期对开关柜进行局放检测，并结合 天气情况，在多雨、空气湿度大的季节增加检测频率， 以期尽早发现开关柜内的潜伏性放电隐患，同时对发 参考文献： ［１］周家电网公司运维检修部．电网设备带电检测技术（Ｍ］．北 京：中国电力出版社，２０１４． 现有放电隐患的开关柜制定针对性处理措施。开展 逢停必扫Ｉ 作，利用设备停电检修的机会，及时清除 柜内设备表而附着的积尘，同时在绝缘挡板上补涂防 ［２］黄诗敏．１０ ｋＶ开关柜局部放电带电检测技术应用与仿真分 析研究［Ｄ】．北京：北京交通大学，２０ １ ５． 污闪涂料或将其进行更换，及时恢复设备的外绝缘， 防止设备间发生放电故障。 ［３］李军浩，韩旭涛，刘泽辉，等．电气设备局部放电检测技术述 评［Ｊ］．高电压技术，２０１５，４１（８）：２５８３．２６０１． ［４】Ｑ．ＧＤＷ １ １０５９．１－２０１３气体绝缘金属封闭开关设备局部放 电带电测试技术现场应用导则第１部分超声波法【ｓ】． ［５］冯波，肖代波，李毅，等．暂态地电压和超声法用于开关柜不 同湿度ＰＤ检测研究［Ｊ］．高压电气，２０１５．５１（４）：６７．７１． ５ 结束语 我省每年在夏季时候出现用电高峰，且处于多雨 ［６］Ｑ．ＧＤＷ １ １０５９．１．２０ｌ３气体绝缘金属封闭开关设备局部放 电带电测试技术现场应用导则第２部分特高频法［ｓ］． 季节，宅气湿度大，开关柜容易受环境影响受潮，导致 （上接第２５页） 况，提出了通过监控信息解析、拓扑分析等技术手段 对开关远方操作数量、无功补偿设备投切数据、频发 告警信息进行自动统计与分析的方法，可以有效减轻 监控员 作量，提高设备监控运行丁作效率，更好地 保证电网安全运行。 通过频发信息自动统计，监控员可对影响监控运 行的频发异常、事故信息及时处置，减少人工统计时 问，提高处置效率。 ４ 结语 参考文献： 国家电网公司实行“调控一体化”和变电站无人 值班后，监控员负责所监控变电站的集中监控，随着 变电站数量的不断增多，监视信息量、远方操作、监控 转令等日常Ｔ作量不断增加，安全压力逐渐加大。本 文针对电网监控系统数据量大，统计分析困难的情 ［１】乇强，罗鲁东，崔立勃．提高电网监控效率方法探讨［Ｊ］ｌ山东 电力技术，２０１０，（２）：１２一ｌ７． ［２】许丽，傅中兴．主站实时监控统计分析系统［Ｊ］．电子ｎｔ界， ２０１４．（２３）：ｌ４６． ４０