一起500 kV變電站GIS局部放電檢測定位分析

李　健 ，徐　亮 ，杜濱洋

（1.國網(wǎng)山東省電力公司物資公司，山東　濟南　250001；2.國網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，山東　濟南　250118）

1　缺陷描述

對某500 kV變電站220 kV GIS設備進行例行帶電檢測時，工作人員發(fā)現(xiàn)C相隔離開關氣室超聲波局部放電信號存在明顯的相位相關性，在使用特高頻局部放電儀進行檢測時，發(fā)現(xiàn)該氣室臨近絕緣子處有明顯的重復信號，懷疑該氣室內部存在局部放電現(xiàn)象。對該部位進行多次復測發(fā)現(xiàn)該氣室異音較明顯，夾雜著“咝咝”放電聲，利用特高頻時差定位系統(tǒng)對該部位放電信號進行分析，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相隔離開關觸頭位置。對該氣室解體檢查后，發(fā)現(xiàn)C相隔離開關氣室內隔離開關拔叉等電位彈簧已燒蝕成粉末，拔叉上也有燒傷痕跡，隔離開關操作絕緣子表面及GIS內壁均布滿放電粉塵。

2　檢測及分析

2.1　超聲波局部放電檢測法

圖1　檢測連續(xù)模式

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

圖2　檢測相位模式

圖3　檢測連續(xù)模式

圖4　檢測相位模式

2.2　特高頻局部放電檢測法

使用PD-IGSM-P8 GIS特高頻局部放電檢測儀，對該氣室南側臨近絕緣子進行檢測，發(fā)現(xiàn)信號較強，與超聲波檢測法檢測位置一致，其PRPD及放電模式譜分別如圖5、圖6所示，結合樣本庫，分析判斷該放電信號為懸浮放電。

圖5　特高頻檢測所得PRPD圖

圖6　特高頻檢測所得PRPS圖

2.3　特高頻時差定位檢測法

使用特高頻時差定位系統(tǒng)進行分析，在隔離開關氣室周圍空氣中，檢測到明顯的重復信號（通常局部放電在空氣中衰減很快，氣室外檢測信號很?。?，發(fā)現(xiàn)信號脈沖幅值非常大，最大幅值約為4 V，信號間隔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。為精確查找內部放電源，利用時差法對電磁波信號進行了定位。通過在圖8所示A、B兩個盆式絕緣子處放置傳感器，測得時差13 ns，特高頻時差定位檢測如圖9所示，經(jīng)計算得知放電源距A盆式絕緣子1.4 m處，與超聲所測部位相符。

圖7　特高頻檢測示波器檢測信號波形

圖8　特高頻定位放電源位置

圖9　特高頻時差定位

2.4　紫外成像放電檢測法

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

2.5　SF6氣體組分測試法

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

正常情況下，隔離開關等非滅弧氣室內應無SO2氣體成分，從測試結果看，已有少量SO2氣體存在，證明內部存在放電缺陷。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氣體擴散后導致相對濃度較低。

表1　氣體分解產(chǎn)物檢測結果

2.6　解體檢查

為進一步確認該氣室的具體放電位置，對該氣室進行停電解體檢查。解體后，發(fā)現(xiàn)C相隔離開關氣室內隔離開關拔叉等電位彈簧已燒蝕成粉末，拔叉上有燒傷痕跡，隔離開關操作絕緣子及GIS內壁布滿放電粉塵，如圖10所示。

圖10　絕緣子、GIS內壁粉塵及拔叉燒蝕

3　結語

超聲波局部放電檢測技術具有抗電氣干擾能力強、可準確定位的優(yōu)點，是目前進行GIS局部放電測試比較可靠有效的檢測手段，但超聲波在氣體介質傳播過程中信號衰減較快，在進行現(xiàn)場局部放電普測時，取點較密集，工作量比較大，一定要嚴格取點距離，以免漏測放電點。

特高頻局部放電檢測技術具有很高的檢測靈敏度，檢測頻帶寬，但其抗干擾能力弱，現(xiàn)場檢測時，較難分辨局部放電信號和背景噪音信號，需要積累足夠的經(jīng)驗才能進行判斷。

特高頻局部放電時差定位檢測法是比較先進的特高頻檢測技術，具有很高的檢測靈敏度，抗干擾能力強，故障定位范圍廣，可廣泛應用于現(xiàn)場GIS狀態(tài)診斷工作中，能夠快速準確定位局部放電信號源，有效發(fā)現(xiàn)GIS內部缺陷并定位，使局部放電檢測工作更加準確、全面、有效。

紫外成像放電檢測法可以作為輔助手段檢測并定位周圍存在的噪聲干擾。

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