110 kV GIS局部放电异常分析与处理

毛惠卿，李秀国

（滨州供电公司，山东 滨州 256610）

0 引言

随着电力行业的快速发展，GIS设备由于其占地面积与空间体积小、安装方便、运行可靠、维护方便、检修周期长等特点已被普遍应用，但GIS是全封闭组合电力设备，一旦出现事故，造成的后果比敞开式设备严重得多，故障修复时间也较长，因此对GIS的运行监测是十分重要的。

2010年6月2日，在对某变电站110 kV GIS进行超声波和超高频局部放电检测时，发现110 kV 1号母线母联与备用五、六间隔之间的盆式绝缘子附近超声及超高频信号有异常，经反复多次测试、并与相邻气室比对，确定110 kV 1号母线母联与备用六间隔之间存在异常局部放电信号。该 GIS设备 2006年 8月出厂，2006年 12月投运。现运行主变进线间隔2回、PT间隔2回、母联间隔1回、出线间隔5回，现有备用出线间隔5回。

1 问题分析

1.1 第一次复测

为进一步对异常信号进行分析诊断，2010年6月7日，采用超高频和超声测试仪对110 kV GIS设备再次进行了带电测试和现场复核。超高频测得明显的放电信号，经仪器自动判断为尖端放电，但从波形来看，还具有一定的100 Hz相关性，如图1所示，超声波信号图谱的双极性特征较明显，但也存在两处不大一样的特征，如图2所示。

图1 超高频信号图谱

图2 超声波信号图谱

测试进一步确定局放检测异常的位置为110 kV 1号母线与备用六间隔-1刀闸连接部位。从放电波形、频率看，1号母线和2号母线上测得的放电信号均产自同一个放电源；初步判断放电类型为连接松动引起的悬浮放电，同时伴随有尖端放电现象；放电信号较明显，具有一定的危害性。

1.2 第二次复测

为进一步确保110 kV GIS设备局部放电测试结果的正确性，并对放电点进行精确定位，于2010年6月18日用不同的超声和超高频仪器对设备信号异常部位进行了第二次复测。

超高频局放测试测试情况：通过对备用六间隔附近两条母线上的6个盆式绝缘子进行超高频信号测量，结果显示备用六间隔两侧1号母线上的两个盆式绝缘子上超高频放电信号最强，其他盆式绝缘子上的信号明显较弱，因此确定了放电气室为1号母线上备用六间隔所在气室。

超声局放测试情况：用超声局放检测仪对放电气室进行逐点测试，测试结果显示放电信号最强点出现在1号母线上备用六间隔-1刀闸A相下方，其信号较其他部位有明显增长。所测最大超声信号峰值达38Mv（图 3、图4），且具有较强的100 Hz相关性，对信号进行相位模式分析，信号图谱与标准的悬浮放电图谱较为相似，初步诊断为悬浮放电类型。

1.3 异常信号分析

通过采用不同设备进行的超声和超高频局放测试结果，对110 kV GIS设备局部放电异常情况初步分析判断为：

图3 超声局放测试信号（连续模式）

图4 超声局放测试信号（相位模式）

1）由GIS设备内部局部放电引起，不属于电磁或机械振动信号。

2）110 kV 1号母线和2号母线上所测得的放电信号来自于同一放电源。

3）放电气室确定为110 kV 1号母线备用六间隔所在气室，放点位置确定为1号母线上备用六间隔-1刀闸A相下方。

4）综合各类测试数据，初步判断局部放电类型为悬浮放电类型，并伴随尖端放电，根据信号位置，初步判断为支撑绝缘件有缺陷。

5）放电信号较强，危害性较大，设备继续运行有发生绝缘故障的危险，属重大安全隐患，需安排停电检修。

2 设备解体检查、原因分析

将设备停电后解体检查，检查气室内无异常，更换怀疑有缺陷的绝缘子后，送电正常，局放信号消失。

为了进一步确定绝缘部件的缺陷原因，2010年7月22日，将更换的绝缘部件进行X光探伤和局放检测试验。

将怀疑有缺陷的A相支柱绝缘子在进行X光探伤，发现内部有明显裂纹（图5），裂纹由内而外，还没有延伸到表面，所以该绝缘子外观检查无异常。

对A相支柱绝缘子进行局放测试，在电压升至50 kV时，即出现大于500 pC的明显局放。

图5 A相支柱绝缘子X光探伤内部裂纹

根据试验结果可以确定，110 kV GIS在运行过程中所测得的异常局部放电信号即来自于该支柱绝缘子。

产品由于设备主母线结构为：主母线盆+间隔，对接时为间隔（母联）带绝缘盆与备用六对接，内部导电杆一端预先插入主母线绝缘盆处梅花触头内，三相导电杆另一端同时与备用六母线筒内触头对接，其中A相导电杆最长，对接中最不易控制，因次很可能发生与触头外屏蔽罩的顶撞，从而导致支柱绝缘子受力在内部产生细小裂纹，在随后一个长期运行过程中裂纹不断发展由小变大进而达到试验前的状态；由X光探伤情况看，裂纹比较明显，继续运行极易发生绝缘子断裂、母线接地的故障。

3 结语

通过GIS的测试和解体检查情况，可以看出局部放电测试技术对于GIS内部缺陷的检测、定位及严重程度的诊断非常有效，可以帮助GIS使用单位提前发现内部安全隐患，避免缺陷进一步发展导致故障的发生。

本次110 kV GIS设备的重大安全隐患排查工作，不仅消除了该GIS设备的重大安全隐患，避免了一起重大设备事故的发生，并且是局部放电测试技术应用于GIS设备检测以来，我省第一次发现典型局放信号异常并解体检查得到验证，为今后的局部放电测试、分析积累了宝贵的经验。