一起母線進線柜電暈及沿面放電缺陷分析

索亞楠

（國網河南省電力公司三門峽供電公司，河南 三門峽 472000）

1 開關柜帶電檢測技術介紹

根據檢測原理和手段的不同，常用的開關柜局部放電帶電檢測方法有暫態(tài)地電壓檢測法（transient earth voltage，TEV）、超聲波檢測法（acoustic emission，AE）、特高頻檢測法（ultra high frequency，UHF）。暫態(tài)地電壓脈沖必須通過設備金屬殼體間的間隙處由內表面?zhèn)髦镣獗砻娣娇杀粰z測到，此檢測技術不適用于金屬外殼完全密封的電力設備（如GIS、HGIS、GIL、罐式斷路器等）。開關柜內產生局部放電時的超聲波信號可以利用非接觸式超聲波傳感器在縫隙處進行檢測。特高頻檢測法檢測靈敏度高、可實現放電源定位、便于絕緣缺陷類型識別。

2 開關柜帶電檢測技術流程

2.1 檢測流程

設備開機及同步器連接：檢查儀器完整性，按照儀器說明書連接檢測儀器各部件，佩戴耳機，開機，連接同步器。

工況檢查：運行檢測軟件，檢查界面顯示、模式切換是否正常穩(wěn)定，同步是否正常；進行儀器自檢，確認超聲波傳感器和檢測通道工作正常。

設置檢測參數：如增益、數據顯示單位、音量等。

背景噪聲檢測及干擾源排除：選擇開關柜前、柜后作為背景值檢測點，將傳感器懸浮于空氣中，讀數穩(wěn)定后記錄背景檢測結果，同時注意耳機聲音有無明顯異常。如背景噪聲值較大，應查找并排除干擾源，再進行背景噪聲復測。

信號檢測：將非接觸式傳感器對開關柜所有縫隙進行測量，檢測中保證傳感器與信號源之間具有空氣傳播通道；在顯示界面觀察檢測到的信號，并注意耳機聲音有無明顯異常。如發(fā)現異常應進行多次檢測，詳見異常診斷流程，如圖1所示。

圖1 開關柜局部放電檢測流程圖

2.2 異常診斷流程

異常數據記錄及放電源定位：檢測過程中如有發(fā)現異常，則在異常點附近區(qū)域進行多點檢測，根據超聲波信號幅值變化規(guī)律確定信號幅值最大點，并記錄最大點檢測數據（幅值圖譜、相位圖譜、波形圖譜）。

異常點缺陷分析判斷：根據幅值圖譜、相位圖譜、波形圖譜綜合分析判斷異常點放電類型。必要時，可結合設備內部結構和放電類型，觀察柜內設備是否有放電痕跡，若發(fā)現痕跡，可記錄影像資料。

數據存檔：保存圖譜數據和影像資料，作為開關柜局部放電缺陷診斷的依據，如圖2所示。

圖2 開關柜局部放電檢測異常診斷流程圖

3 一起母線進線柜電暈及沿面放電缺陷分析

2021年03月21日，某供電公司對某220 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）局放聯合檢測診斷，發(fā)現35 kV II段母線進線開關柜檢測的超聲波異常，具有局放特征，波形圖譜呈現典型的放電圖譜，人耳可聽到放電聲，檢測未見特高頻及地電波異常。

超聲波局放檢測發(fā)現35 kV II段母線進線開關柜柜前柜后等多個位置能檢測到前異常超聲波信號，且幅值較大，能在柜內聞到刺鼻的臭氧味道。放電脈沖波形具有工頻相關性，一個工頻周期出現一組脈沖波形，脈沖上升沿陡峭，從圖譜判斷放電類型為電暈放電、沿面放電。放電信號強度較大，未發(fā)現明顯的特高頻信號，綜合判斷該柜體中部存在局放現象，且不止一處局放源。

通過查看柜前與柜后超聲波幅值圖，相位圖、波形圖等圖譜的特點，前后的幅值大小與圖譜特征差異較大，應是不同的局放源產生，再結合該開關柜子結構，綜合判斷35 kV II段母線進線開關柜柜內中部區(qū)域存在電暈放電、沿面放電的局放現象，局放源應不止一處，超聲波檢測數據如圖3所示。

圖3 超聲波檢測數據

2021年4月30日，對35 kV II段母線進線開關柜進行停電檢查，共發(fā)現如下3處局放缺陷點。在A相進線電纜下端。橫向與B/C相電纜相比，A相電纜下端更顯干燥，電纜的紅顏色更淺，應是之前受熱所致，而熱量來自電纜的局放產生。仔細觀察A相電纜，表面有一明顯放電環(huán)，電纜表面有晶體與龜裂裂紋，為高溫燒灼所致，在此電纜的防護泥下方，也可觀察到白色的疑似放電粉末。主要原因是電纜制作工藝與現場受潮的環(huán)境共同所致。如圖4所示。

在斷路器小車的B、C相防護盒與連接螺絲間存在間隙放電、在環(huán)氧樹脂隔板和螺絲都留有明顯的燒灼痕跡。同時在B相的連接銅排上散落了大量的顆粒物，顆粒物若飄散到設備內其他帶電部分，勢必會影響內部絕緣，帶來安全隱患。缺陷主要原因是螺絲與隔板距離太近，同時與現場受潮的環(huán)境相關。缺陷痕跡如圖5所示。

圖5 斷路器小車的防護隔板與螺絲的間的痕跡

在斷路器觸頭C相下套管內壁上發(fā)現片狀的灰白色痕跡，其中部分留有點狀的燒痕，在對應位置的斷路器小車C相連接銅排外護套上看到沿面放電痕跡，應是絕緣護套與套管內壁間存在氣隙放電，同時在套管內壁上散落有燒灼的顆粒物。缺陷痕跡如圖6所示。

圖6 絕緣護套與套管內壁上的放電痕跡

現場將柜內設備做噴涂、更換器件等絕緣強化處理，送電后再進行局放帶電檢測，其結果正常，該放電缺陷得以消除，有效避免了事故的發(fā)生。

4 結束語

本文通過首先對開關柜帶電檢測技術及流程進行介紹，然后對一起母線進線柜電暈及沿面放電缺陷分析，有效避免開關柜事故的發(fā)生，說明對開關柜定期帶電檢測的重要性。