提高干式互感器局部放電測試靈敏度的方案優(yōu)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(jìn)行了分析，并對相應(yīng)干擾因素提出對策方案，然后對方案進(jìn)行優(yōu)化。通過具體實(shí)施，優(yōu)化后的方案是切實(shí)可行的，取得了明顯的效果。

關(guān)鍵詞：干式互感器；局部放電；測試儀；靈敏度

局部放電是指發(fā)生在電極之間但并未貫穿電極的放電，它是由于設(shè)備絕緣內(nèi)部存在弱點(diǎn)或生產(chǎn)過程中造成的缺陷，在高電場強(qiáng)度作用下發(fā)生重復(fù)擊穿和熄滅的現(xiàn)象。它表現(xiàn)為絕緣內(nèi)氣體的擊穿、小范圍內(nèi)固體或液體介質(zhì)的局部擊穿或金屬表面的邊緣及尖角部位場強(qiáng)集中引起局部擊穿放電等。

高壓互感器在系統(tǒng)內(nèi)是很重要的運(yùn)行設(shè)備，互感器的故障造成電力系統(tǒng)的惡性循環(huán)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(shí)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(xiàn)場干擾的影響，由種種原因引起的干擾將嚴(yán)重地影響局部放電試驗。假使這些干擾是連續(xù)的而且其幅值是基本相同的（背景噪聲），它們將會降低監(jiān)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(xiàn)的放電，可以認(rèn)為是發(fā)生在試驗樣品的內(nèi)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(shí)際波形顯示的監(jiān)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(yīng)。

所以，局部放電測試儀在測試干式互感器時，通過優(yōu)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(jīng)濟(jì)價值。

一、可行性調(diào)查

根據(jù)某供電公司《高壓試驗初始記錄》和現(xiàn)場調(diào)查，我們統(tǒng)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(jìn)行認(rèn)真分析，并分類統(tǒng)計如表

2下：

通過分析和統(tǒng)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(shù)，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(chǎn)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(qū)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(rèn)安排表，明確應(yīng)該確認(rèn)的內(nèi)容、方法：

空氣濕度大干擾要因確認(rèn)：分別在濕度為35%的情況和濕度為85%的情況下于變電站進(jìn)行五次互感器局部放電試驗，通過確認(rèn)結(jié)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(biāo)準(zhǔn)：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(rèn)：于變電站對35kV井焦1#線互感器進(jìn)行局部放電試驗，通過確認(rèn)結(jié)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(rèn)：對變電站35kV線線路互感器進(jìn)行局部放電試驗，確認(rèn)結(jié)果表明現(xiàn)場測試表明二次接地?zé)o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(rèn)：：于變電站35kV線路互感器進(jìn)行局部放電試驗，通過確認(rèn)結(jié)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(qū)域的金屬物懸浮要因確認(rèn)：于變電站35kV北格線的電流互感器進(jìn)行測試，通過確認(rèn)結(jié)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(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步試驗發(fā)現(xiàn)兩種測試結(jié)果基本不影響測試靈敏度，因此試驗區(qū)域的金屬懸浮物不是主要原因。

電磁輻射干擾要因確認(rèn)：于變電站對1-4號電容器組A相電流互感器進(jìn)行局部放電測試，通過確認(rèn)結(jié)果表明，試驗人員嚴(yán)格遵照規(guī)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(rèn)：于變電站2-5號電容器組的電流互感器進(jìn)行局部放電試驗，通過確認(rèn)結(jié)果表明電源干擾不是主要原因。

通過對末端因素逐一確認(rèn)，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(yōu)化

針對所確定的要因，對所有方案進(jìn)行優(yōu)化：

針對以上要因分析結(jié)果和優(yōu)化方案，制定了相應(yīng)的對策表：

四、對策實(shí)施及分析

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

圖1 實(shí)施前試驗引線接法 圖2 實(shí)施后用螺絲壓緊接線法

對要因試驗回路的放電，實(shí)施保證試驗引線的橫截面達(dá)到試驗要求的對策，

實(shí)施前后對照圖如圖3、圖4所示：

圖3實(shí)施前所用引線 圖4實(shí)施后所用引線

對要因電磁輻射干擾，實(shí)施使用設(shè)計良好的金屬網(wǎng)屏蔽的對策，實(shí)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(xiàn)場實(shí)施，對實(shí)施前后進(jìn)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(wǎng)，屏蔽了電磁輻射；通過局放測試儀的監(jiān)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(jié)論

通過一系列優(yōu)化方案的實(shí)施，取得了明顯的效果。

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

以2011年度經(jīng)濟(jì)效益情況為分析對象，項目實(shí)施前后經(jīng)濟(jì)效益得到了很大提高，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。同時方案優(yōu)化后縮短了停電時間，減少了人力物力浪費(fèi)，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(yōu)化具有非常重要的意義和經(jīng)濟(jì)價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇永華.LGB—500干式電流互感器局部放電問題的分析與研究[J].電氣時代，2011，（03）

[2]魏軍.66kV干式電流互感器的特點(diǎn)及應(yīng)用[J].農(nóng)村電氣化，2010，（05）

[3]王學(xué)錦.一起干式電流互感器的爆炸原因分析[J].高壓電器，2008，（06）