一起變電站異常局放信號的聲電聯(lián)合定位測試

鄭榮生

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司梅州供電局，廣東 梅州 514000）

2017年6月，對本單位某35kV變電站35kV開關(guān)柜進(jìn)行特高頻局放檢測，在 35kV Ⅰ段母線31PT開關(guān)柜發(fā)現(xiàn)異常特高頻信號。表現(xiàn)為開關(guān)柜暫態(tài)地電位（TEV）信號全部偏大，包括背景值。

針對這種情況，本文開展了進(jìn)一步的測試，對測量得到的局放信號的類型進(jìn)行了分析。又開展了局放定位的測試，最終確定了放電源的位置，判斷了放電原因，并給出了初步的處理意見。希望通過以上測試思路和過程，能夠給試驗(yàn)工作人員一些啟示。

1 現(xiàn)場測試結(jié)果

圖 1所示為該變電站的接線圖。表 1所示為35kV開關(guān)柜體的TEV信號測試結(jié)果，可見暫態(tài)地電壓背景值較高，相對值不超過20dB。由此可見，開關(guān)柜體本身的TEV測試結(jié)果正常，放電源來自于外部。

圖1 變電站35kV部分接線圖

表1 開關(guān)柜TEV信號測試結(jié)果

2 局放定位技術(shù)

1）定位方法分類

目前的局放檢測技術(shù)，按照測試原理劃分，可以分為電信號測量和非電信號測量。其中“非電”又可分為聲學(xué)、光學(xué)、X射線等測量方法[1-4]。

2）基本定位原理

局放定位的基本原理即是在空間上不同位置安裝多個(gè)傳感器，從信號到達(dá)不同傳感器的時(shí)間差來確定信號源的位置[5-7]。用于定位時(shí)，超聲和特高頻具備較多優(yōu)點(diǎn)，目前受到廣泛重視。

3）定位方法選擇

超聲定位的優(yōu)點(diǎn)是非電信號，抗電磁干擾能力強(qiáng)，其缺點(diǎn)是衰減快，如有多個(gè)局放源容易產(chǎn)生混淆。特高頻是一種較新的測試方法，優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)；缺點(diǎn)是在設(shè)備內(nèi)部，尤其是變壓器中，特高頻信號的反射、折射路徑極為復(fù)雜，不利于定位。

因此，本文采用多種測試手段結(jié)合的方法，在定性、定位的過程中，都采用多種方法，以相互驗(yàn)證，務(wù)求定位結(jié)果準(zhǔn)確無誤。

3 局放類型判定

基于以上情況，本文采用了一套某公司生產(chǎn)的多功能局放測試儀，對放電信號進(jìn)行了測試分析。該局部放電測試儀是一種多功能的手持儀器，基于地電波、超高頻檢測方法和超聲波檢測方法等多種測試，以測試電力設(shè)備的局部放電情況，較好地評估電氣設(shè)備局部放電情況。

采用該儀器，再采用特高頻、超聲、高頻電流3種局放檢測探頭，對開關(guān)柜室相應(yīng)測試點(diǎn)進(jìn)行了局放測試。測試結(jié)果如圖2至圖4所示，分別展示了特高頻、超聲、高頻電流的放電譜圖。

圖2 特高頻測試結(jié)果

圖3 超聲波幅值圖譜

圖4 高頻電流測試圖譜

從特高頻測試結(jié)果來看，該信號具有異常局放特征，一周期出現(xiàn)兩簇脈沖信號，且信號較大，符合懸浮放電的特征，初步判斷為懸浮類放電。

從測試結(jié)果來看，超聲波信號無異常。

從高頻電流測試結(jié)果來看，信號具有異常局放特征，一周期出現(xiàn)兩簇脈沖信號，且信號較大，初步判斷為懸浮類放電。

綜上3種測試手段的測試結(jié)果，可基本確定放電源的放電類型為懸浮放電。其具體位置還需進(jìn)一步測試確定。

4 局放源定位

為了進(jìn)一步精確定位，本文又采用了某公司的變電站局部放電檢測與定位系統(tǒng)，對局放進(jìn)行了測試分析。該測試系統(tǒng)可在正常運(yùn)行狀態(tài)下對待測電力設(shè)備進(jìn)行局部放電測試及診斷分析，并根據(jù)信號的傳播時(shí)延和強(qiáng)度，精確定位和判定缺陷類型，評價(jià)缺陷的危害程度，以便了解和掌握設(shè)備的運(yùn)行狀況，提前預(yù)防，避免電力事故的發(fā)生。

定位測試首先在開關(guān)室內(nèi)進(jìn)行，經(jīng)初步測試，發(fā)現(xiàn)距離一側(cè)墻體附近信號較強(qiáng)。如圖5所示，該墻體后面即為主變、出線桿塔場地，該拍照位置身后即為開關(guān)柜。此時(shí)布置了 3個(gè)特高頻傳感器，①號靠近墻壁，②號、③號稍微遠(yuǎn)離墻壁，且二者排列與墻體平行。

圖5 典型定位步驟一

從獲得的檢測波形發(fā)現(xiàn)，①號傳感器信號超前于②號、③號傳感器，說明信號源來自于開關(guān)室外部，接近②號、③號傳感器連線中點(diǎn)-①號傳感器連線方向。

注意到①號傳感器附近有一個(gè)接地扁鐵，采用高頻電流測試了該扁鐵的局放信號，如圖6所示。

圖6 典型定位步驟二

由檢測波形發(fā)現(xiàn)，②號、③號傳感器特高頻信號與①號傳感器高頻電流信號對應(yīng)，判斷信號通過接地扁鐵傳遞到開關(guān)室內(nèi)部。

進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，開關(guān)室接地扁鐵任何位置均可檢測到高頻信號，說明在接地網(wǎng)絡(luò)某處具有較強(qiáng)的一個(gè)信號，通過接地網(wǎng)絡(luò)傳遞到開關(guān)室。

綜合以上情況，可以得到一個(gè)初步結(jié)論：局放源來自于室外的主變、出線桿塔場地附近。在該處的懸浮帶電體放電，耦合到地網(wǎng)中，并通過地網(wǎng)傳播到開關(guān)室內(nèi)。

因此，又進(jìn)一步在室外進(jìn)行了定位測試。方法仍是對比不同傳感器的時(shí)間差，來判斷局放源的方位，最終一步步接近放電源。如圖7所示，圖中不同編號代表不同傳感器。

圖7 典型定位步驟三

最終判斷局放源位于某出線桿塔附近，如圖 8所示。此時(shí)綠色傳感器超前紅、黃色傳感器。又在面對該桿塔的不同方向進(jìn)行了測試，進(jìn)一步肯定了該結(jié)論。圖9所示為該桿塔的照片。

圖8 最終定位結(jié)果

5 結(jié)論

由于某35kV變電站發(fā)現(xiàn)了TEV局放信號異常的情況，所以本文開展了局放檢測、定型和定位的測試工作。

圖9 該桿塔照片

通過特高頻、超聲、高頻電流等測試手段的檢測，結(jié)合其譜圖特征，判斷局放源為懸浮放電。

通過初步定位測試，判斷局放源位于開關(guān)室外部，由懸浮放電耦合至地網(wǎng)，再通過地網(wǎng)傳播到開關(guān)室內(nèi)。

通過進(jìn)一步的定位測試，最終確定局放源在某出線桿塔附近。在以后的工作中，建議加強(qiáng)關(guān)注，提高測試頻率?？芍攸c(diǎn)關(guān)注電纜頭位置，有停電機(jī)會(huì)情況下可進(jìn)行檢查處理。

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