一起35 kV開關柜CT傘裙電暈放電故障分析

周 迅，石惠承，莫加輝

國網(wǎng)嘉興供電公司，浙江 嘉興 314000

0 引言

開關柜是變電站內(nèi)重要的電力設備之一，是連接電網(wǎng)和電力用戶間的紐帶。開關柜控制著電能在電網(wǎng)和用戶之間的傳輸，起到保護電網(wǎng)、隔離線路故障的作用[1-3]。目前，為了提高用戶的用電質(zhì)量和滿意度，減少不必要的停電檢修和非計劃故障停電，電力公司提出狀態(tài)評估和狀態(tài)檢修的方法，即在設備帶電運行的情況下，對設備的狀況進行評估和預判，解決故障于未然[4-5]。文章主要針對一起35 kV開關柜CT傘裙電暈放電故障進行分析和處理，以保障開關柜的正常運行。

1 缺陷發(fā)現(xiàn)過程

2021年4月29日，國網(wǎng)某省電力公司某供電公司試驗班對某110 kV變電站35 kV開關柜進行超聲波（AE）、暫態(tài)地電壓（TEV）、特高頻（UHF）局放聯(lián)合帶電測試，發(fā)現(xiàn)35 kV 3595寺黑開關柜存在幅值為42 dB的異常超聲波信號，特高頻放電信號幅值為41 dB，暫態(tài)地電壓信號后柜下部位置檢測到最大值為57 dB。

通過定位分析，最終判斷信號來自開關柜后下部B相CT傘裙電暈、氣隙放電。最后停電處理驗證測試結論準確性。

開關柜為某銀河電氣設備有限公司生產(chǎn)，型號為KYN61-40.5，出廠日期為2005年11月。

2 檢測分析方法

2.1 局放聯(lián)合巡檢

（1）超聲波檢測。檢測發(fā)現(xiàn)35 kV 3595寺黑開關柜后下方縫隙處超聲波信號異常，信號幅值達到42 dB。頻率成分2＞頻率成分1。相位圖譜顯示有兩簇脈沖放電信號，波形圖譜顯示每個工頻周期有兩簇放電脈沖，具有明顯的工頻相關性，放電信號穩(wěn)定。幅值、波形圖譜如圖1所示。

圖1 幅值、波形圖譜

（2）暫態(tài)地電壓檢測。通過檢測，暫態(tài)地電壓金屬背景值為23 dB，整個高壓開關柜暫態(tài)地電壓檢測值明顯偏高，檢測幅值在36～57 dB，在35 kV 3595寺黑開關柜后下測點位置達到最大值57 dB，暫態(tài)地電壓判斷為異常。

（3）特高頻檢測。使用華乘PDS-T90對35 kV 3595寺黑開關柜進行特高頻測試，在前后觀察窗處均檢測到異常特高頻信號。特高頻PRPD/PRPS圖譜和周期圖譜如圖2所示。其中，信號幅值為41 dB，特高頻信號工頻50 Hz相關性強，每個工頻周期一大一小兩簇信號，每簇信號幅值大小不一，初步判斷為氣隙放電。后續(xù)需要進行精確定位，確定放電信號的精確位置。

圖2 特高頻PRPD/PRPS圖譜

2.2 特高頻定位方法

使用華乘PDS-G1500設備，采用特高頻時差定位法，對35 kV 3595寺黑開關柜存在的異常放電信號進行精確定位，查找放電源具體位置。

（1）局放信號類型的分析。特高頻局放信號在示波器中的波形如圖3所示。由此可知，一個工頻周期（20 ms）出現(xiàn)脈沖分布寬度不同的兩簇信號，信號出現(xiàn)的頻率穩(wěn)定，信號最大幅值達到292 mV，具有電暈放電、氣隙放電特征。

圖3 示波器波形圖

（2）局放信號定位分析。第一，局放信號橫向定位分析。橫向定位傳感器布置圖及定位波形如圖4所示。在圖4（a）中，特高頻傳感器1放置在3595寺黑開關柜的后面板下部靠左側(cè)縫隙處，傳感器2放置在3595寺黑開關柜的后面板下部中間側(cè)縫隙處。傳感器位置及定位波形如圖4（b），波形1與波形2起始沿時差為0，可知信號源距離兩傳感器距離相等，即位于兩傳感器連線的垂直平分面上，信號源橫向所在平面位置如圖中豎線所示。

圖4 橫向定位傳感器布置圖及定位波形

第二，局放信號垂直定位分析?？v向定位傳感器布置圖和定位波形如圖5所示。分別將傳感器1、傳感器2放置在3595寺黑開關柜后面板中部、下部縫隙處，見圖5（a）。圖5（b）中，波形2超前波形1起始沿1.7 ns，可知信號到達傳感器2距離較近，說明信號源位于兩傳感器中間所在的平面偏向傳感器2一側(cè)，通過特高頻信號時差計算得知信號源高度距離地面40 cm附近，信號源縱向所在平面如圖5（b）中橫線所示。

圖5 縱向定位傳感器布置圖及定位波形

2.3 定位結論

綜上所述，3595寺黑開關柜后下部位置存在局部放電現(xiàn)象，放電類型為電暈放電、氣隙放電復合放電，放電信號特高頻幅值為292 mV，放電信號超聲波幅值為41 dB，放電源具體位置橫向位于A、B相位置，高度距離地面約40 cm。

3 停電檢查及處理

2021年4月30日，對35 kV 3595寺黑開關柜進行停電檢查處理。停電后發(fā)現(xiàn)在定位點處B相電流互感器與絕緣隔板之間有明顯的放電痕跡。現(xiàn)場將柜內(nèi)的CT清灰、除塵處理，然后重新做了絕緣噴涂，對絕緣隔板進行更換處理。再次送電之后，進行帶電檢測，檢測結果正常，缺陷消除。

4 結束語

文章通過對開關柜帶電檢測技術進行簡單介紹，并利用帶電檢測技術發(fā)現(xiàn)和定位分析一起35 kV開關柜CT傘裙電暈放電故障，從而避免了一起開關柜停電事故，提高了電力企業(yè)的供電可靠性，降低了地區(qū)配電網(wǎng)的停電指數(shù)。