220kV某站10kV開關(guān)柜局部放電測試異常及處理

李傳鑒

一、缺陷情況

2019年8月27日，檢修人員在對220kV某站10kV高壓室開關(guān)柜進(jìn)行局放測試，發(fā)現(xiàn)鎮(zhèn)府線F05柜局放值超標(biāo)，特高頻波形圖顯示有明顯的放電簇組，柜前中位置最高，為44dB，超聲模式無異常，結(jié)合波形圖分析該柜存在氣隙放電，8月28日進(jìn)行復(fù)測，鎮(zhèn)府線F05柜局放值依然超標(biāo)，局放值44dB，旁邊的馬安線F03柜，北永線F07柜局放值都有增大，最高的達(dá)到29dB。

二、缺陷定位

檢修人員對開關(guān)柜局部放電位置進(jìn)行精確定位，測試結(jié)果如下：

2.1、信號特征分析

圖1 10ms示波器圖譜

分析：如圖1所示，圖譜中可知工頻周期（20ms）出現(xiàn)單簇脈沖信號，信號有大有小，部分脈沖信號幅值較高，判斷存在絕緣放電。最大峰值為1.050V。

2.2、信號來源查找

圖2 UHF傳感器布置圖/示波器波形圖譜

分析：現(xiàn)場共布置3個特高頻傳感器，布點位置如圖2所示，綠、黃、紅傳感器分別放置于10kV馬安線F03開關(guān)柜、10kV鎮(zhèn)府線F05開關(guān)柜、10kV北永線F07開關(guān)柜柜后上部觀察窗。由示波器圖譜可知，黃色傳感器信號始終超前于綠色、黃色傳感器，判斷信號來源于10kV鎮(zhèn)府線F05開關(guān)柜。

5.3、橫向定位

圖3 UHF傳感器布置圖/示波器波形圖譜

分析：如圖3所示，紅色、黃色傳感器放置于10kV鎮(zhèn)府線F05開關(guān)柜柜后上部左右縫隙處，紅色傳感器信號始終超前于黃色傳感器信號，判斷局放源位于靠近紅色傳感器處，如圖3所示的紅色標(biāo)識。

5.4、高度定位

圖4 UHF傳感器布置圖/示波器波形圖

分析：由圖4可知，紅色傳感器和黃色通道信號起始沿基本重合，判斷局放源位于紅色、黃色傳感器的中垂面上，如圖4所示的紅色標(biāo)識。

綜合分析：經(jīng)過定位分析局放源位于10kV鎮(zhèn)府線F05開關(guān)柜上部母線倉區(qū)域，如下圖5紅圈標(biāo)識區(qū)域所示。由于檢測到異常特高頻信號及超聲信號，特高頻信號最大幅值61dB，具有絕緣放電特征;并于柜后上部檢測到異常超聲波信號，最大幅值23dB，判斷為沿面放電，因此建議檢修處理，避免潛在事故發(fā)生。

圖5 局放信號源位置

三、缺陷處理

檢修人員對220kV某站10kV鎮(zhèn)府線F05開關(guān)柜局放超標(biāo)進(jìn)行了停電處理，處理過程如下：

3.2 處理前檢查情況：1、10kV鎮(zhèn)府線F05開關(guān)柜C相穿墻套管底部有灰色較大顆粒，且有部分紅色物體（后經(jīng)證實是銅排脫落的色漆，見圖6）;2、檢查發(fā)現(xiàn)10kV母排沒有穿熱縮套，僅僅用相色漆涂刷，C相母排有多處相色漆脫落，其中10kV鎮(zhèn)府線F05開關(guān)柜與10kV馬安線F03開關(guān)柜之間的穿墻套管母排脫落最嚴(yán)重（見圖7、圖8）;

2、檢查發(fā)現(xiàn)10kV 1M母線各個柜之間的穿墻套管與封口鋁板之間存在放電燒蝕痕跡，其中10kV鎮(zhèn)府線F05開關(guān)柜與10kV馬安線F03開關(guān)柜之間的穿墻套管最為嚴(yán)重（見圖9、圖10、圖11）;

3.2 現(xiàn)場處理：

檢查完畢后，檢修人員結(jié)合現(xiàn)場情況進(jìn)行分析，并咨詢了開關(guān)柜的制造廠家。針對穿墻套管封口鋁板的作用，廠家人員答復(fù)原穿墻套管設(shè)計是可以穿雙銅排的，但該站只用了單銅排，考慮到僅穿單銅排留下的空間比較大，所以加裝封口鋁板來防小動物。現(xiàn)場人員綜合局放及現(xiàn)場檢查情況，認(rèn)為導(dǎo)致局放產(chǎn)生的原因是由于銅排對封口鋁板放電，決定拆除所有的穿墻套管封口鋁板并作了以下處理：1、拆除所有穿墻套管的封口鋁板;2、利用吸塵器對各開關(guān)柜母線室的頂部及內(nèi)部進(jìn)行清潔;3、利用百潔布打磨清潔燒蝕的銅排;4、利用酒精徹底清抹母線室內(nèi)的瓷瓶、穿墻套管等。

3.3處理效果驗證

處理完成后，檢修人員對10kV 1M母線進(jìn)行了絕緣電阻測試、工頻耐壓試驗以及額定電壓下的局部放電測試，試驗情況如下：

1、母線絕緣電阻測試：

被試設(shè)備名稱 相? ?別 試驗電壓（kV） 絕緣電阻值（MΩ） 備注

10kV 1M母線 A相 2.5 203 處理前分別為A相112MΩ、B相57MΩ、C相32MΩ

B相 105

C相 72.8

由絕緣測試可見，處理后絕緣電阻明顯提升。

2、母線絕緣耐壓試驗

被試設(shè)備名稱 相? ?別 試驗電壓（kV） 試驗時間（S） 試驗結(jié)果 備注

10kV 1M母線 A—BC地 33.6 60 通過

B—AC地

C—AB地

3、額定運行電壓下的局部放電測試：正常。

三、原因分析與建議

從停電檢查的情況來看，判斷造成局放超標(biāo)的原因如下：

1、穿墻套管的封口鋁排安裝不規(guī)范。從拆下來的封口鋁板來看，部分鋁板靠近母線處呈現(xiàn)出較明顯的燒蝕痕跡，這些鋁板安裝得比較貼近母排;其余離母排較遠(yuǎn)的鋁板未發(fā)現(xiàn)燒蝕;

2、母排未套絕緣護(hù)套。某站的10kV 1M母線采用的是單母排，且母排不是包裹絕緣護(hù)套，而是采用黃綠紅三相色漆進(jìn)行涂刷，這也是導(dǎo)致其對封口鋁板放電的原因之一;

3、封口鋁板的作用。按照開關(guān)柜廠家的設(shè)計，該穿墻套管是用于穿雙母排的，即安裝雙母排之后就不安裝封口鋁板了;而現(xiàn)場的設(shè)計是穿的單母排，因此留下了較大的空間，為防止小動物穿過，所以才安裝了封口鋁板來防小動物。穿墻套管的設(shè)計沒有封口鋁板，后來加裝的封口鋁板成為局部放電的隱患。

后續(xù)處理建議：1、某站10kV 1M母線經(jīng)過處理，隱患已經(jīng)消除，局放測試正常;2、建議對設(shè)計為單母排的10kV母線開展排查，確認(rèn)有無存在安裝封口鋁板的情況，有則建議盡快拆除。