定位技术在35 kV开关柜局放检测中的应用分析

李 凯，王国斌，谢 佳，刘炳正

(国网湖南省电力公司益阳供电分公司，湖南益阳413000)

定位技术在35 kV开关柜局放检测中的应用分析

李 凯，王国斌，谢 佳，刘炳正

(国网湖南省电力公司益阳供电分公司，湖南益阳413000)

介绍1例采用综合检测技术发现并精准定位35 kV开关柜放电缺陷的典型案例，详细阐述开关柜局部放电定位方法及缺陷分析方法。

开关柜；局放放电；定位；超声波；特高频

高压开关柜由于数量众多，并且一般直接面向用户供电，因此，其安全稳定的运行直接影响到用户的供电可靠性。开关柜停电试验虽然能发现部分开关柜设备缺陷，但是受到试验周期等因素影响，难以及时有效的发现开关设备运行中的缺陷，对开关柜运行状态仍难以及时掌控。

近年来，随着开关设备检测技术的发展，开关柜局部放电在线监测及带电检测技术逐步得到应用，并取得了相应成果。由于采用带电检测技术成功发现并处理了一批开关柜放电缺陷，为开关柜稳定运行提供了有力支持，开关柜带电检测技术也受到了普遍重视。

1 缺陷检测

2015年11月17日，检测人员在对某变电站35 kV开关柜进行局部放电检测时，发现402开关柜超声波和特高频检测结果异常，暂态地电位检测未发现异常，相邻开关柜及周围环境中未检测到超声波及特高频异常信号，初步判断，402开关柜内存在异常放电缺陷。超声波和特高频测量结果分别如图1，2所示。该开关柜为2014年某公司生产的老式户内手车式高压开关柜，型号为JYN1-40.5 -11。

图1 超声波检测结果

图2 特高频检测结果

现场采用超声波检测时，借助仪器能够听到明显的“滋滋”声。根据超声波检测连续图谱可知，存在100 Hz相关性，然而从波形图谱可知，1个周期内的2簇信号幅值不等，有电晕放电特征；根据特高频检测图谱，其在1个周期内有2簇信号，幅值分散性较大，放电时间间隔不稳定，具有绝缘材料表面放电的特征。综合超声波及特高频检测图谱，检测人员初步判断402开关柜内部存在涉及到绝缘材料的电晕放电。

2 缺陷定位及分析

为进一步分析开关柜内放电缺陷性质，确定其放电缺陷位置，检测人员采用特高频及超声波手段对放电源开展了定位。被检测402开关柜及测点分布如图3所示。

图3 402开关柜及测点分布

采用非接触式超声波检测法分别在测点3及测点4竖直方向上检测超声波信号，发现测点3竖直方向上各点超声波信号幅值明显低于测点4竖直方向上各测点，其中在测点4竖直方向上靠近测点4信号幅值有增大趋势。测点3及测点4超声波信号连续图谱如图4所示，超声波信号最大值分别为15.4 mV，33.1 mV。

根据超声波幅值定位法，由图3可知局部放电源距离测点4最近，测点4靠近C相，因此初步判断，402开关柜内部局部放电可能发生在C相。

图4 超声波信号连续图谱

为进一步确定局部放电源位置，检测人员采用特高频定位法进行了检测。检测时首先将绿色特高频传感器放置在测点1位置，黄色特高频传感器放置在与测点1对应的开关柜后柜门处，检测结果如图5(a)所示。

由图5(a)可知，绿色传感器信号超前黄色传感器0.2 ns，根据计算可知，局部放电源距离测点1约1.2 m。绿色传感器位置不变，将黄色传感器移动至测点2位置开展第2次定位测量，测量结果如图5(b)所示。

由图5(b)可知，信号到达2传感器的时间基本相同，根据计算可知，局部放电源基本位于测点1与测点2垂直平分面上。为进步一验证局放源位置，现场采用声电定位法进行了定位测量，测量时超声波传感器位于测点4位置，测量结果如图6。

图6 声电联合电位图

由图6可知，超声波信号滞后于特高频3.8 ms左右，根据计算，局部放电源距离测点4约1.29 m。

综合定位结果可知，局部放电源位于距离前柜门1.2～1.3 m左右，约在测点4高度附近的C相位置。现场分析该开关柜的内部结构，该位置位于隔离小车C相下触头附近，因此，综合判断开关柜内局部放电源可能发生在隔离小车C相下触头处。

3 停电检查

根据局部放电检测及定位结果，检修人员对402开关柜进行停电检查，发现在开关柜隔离小车C相下触头上金属螺杆与触头盒的绝缘挡板之间存在明显的放电痕迹，如图7所示。

图7 开关柜内局部放电部位示意图

进一步检查存在放电的C相开关下触头发现触头表面存在脏污，有铁锈和一些类似长期放电烧蚀的黑色污垢，对比检查A相开关下触头表面洁净，如图8所示。

图8 开关下触头表面对比

4 放电原因分析及处理

现场检查三相触头金属螺杆与绝缘挡板发现，A，B相触头金属螺杆与挡板之间均接触良好无缝隙，C相下触头金属螺杆与挡板之间存在一个较小间隙，且C相金属螺杆的螺母存在明显锈蚀，螺母锈蚀导致绝缘挡板脏污，长期运行电压作用下，金属螺杆与绝缘挡板之间发生放电现象。

现场对档板进行清洁处理，将金属螺杆更换为绝缘材料的螺杆，以改善触头与档板间的电场分布，处理完毕后再进行复测，检测结果合格，无超声波和特高频异常放电信号。

5 结论和建议

1)采用超声波及特高频局部放电检测方法联合检测，能够有效发现开关柜内部局部放电缺陷，局部放电定位技术能够精准诊断局部放电缺陷具体位置，便于制定合理的检修策略，指导检修进行准确处理，有效节省检修时间，提高检修效率。

2)型号为JYN1-40.5-11的老式户内手车式高压开关柜，开关触头上面螺杆是为了在开关手车进出时起支撑绝缘档板作用，但金属材质螺杆在运行中存在局部放电风险，应将金属螺杆更换成绝缘材料支撑杆。

〔1〕王培义，朱伯涛.开关柜局部放电超声波在线检测技术的应用〔J〕.河北电力技术，2010，29(6):26，46.

〔2〕覃剑，王昌长，邵伟民.特高频在电力设备局部放电在线监测中的应用〔J〕.电网技术，1997(6):33-36.

〔3〕高文胜，丁登伟，刘卫东，等.采用特高频检测技术的局部放电源定位方法〔J〕.高电压技术，2009，35(11):2680-2684.〔4〕邵涛，周文俊，朱宜飞，等.特高频法检测GIS局部放电的试验研究〔J〕.高电压技术，2001，27(3):15-16.

Application analysis of PD detecting and positioning for 35 kV switchgear

LI Kai，WANG Guobin，XIE Jia，LIU Bingzheng
(State Grid Hunan Electric Power Corporation Yiyang Power Supply Company，Yiyang 413000，China)

This paper introduces a typical case of partial discharg(PD)on 35 kV switchgear and elaborates the method of PD detecting and positioning for switchgear.

switchgear；partial discharge(PD)；location；acoustic emission(AE)；ultra high frequency(UHF)

TM855.1

B

1008-0198(2016)02-0088-03

李凯(1989)，男，硕士，从事变电站电气试验的研究工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2016.02.024

2015-12-29 改回日期:2016-02-24