35 kV开关柜局部放电检测与定位技术的应用

岳彩鹏，高春燕，陈 虎

(国网山东省电力公司聊城供电公司，山东 聊城 252000)

35 kV开关柜局部放电检测与定位技术的应用

岳彩鹏，高春燕，陈 虎

(国网山东省电力公司聊城供电公司，山东 聊城 252000)

介绍了通过暂态地电压(TEV）、超声波(AE)以及特高频(UHF)3种局部放电检测技术，成功发现的一起某220 kV变电站35 kV开关柜局部放电缺陷案例，并对缺陷原因进行分析，提出了防范措施，对于开关柜局部放电隐患排查具有一定的借鉴意义。

开关柜；局部放电；暂态地电压检测；超声波检测；特高频检测

0 引言

10，35 kV金属封闭式开关柜在变电站广泛使用，其运行安全直接影响整个变电站的供电可靠性。开关柜内的绝缘缺陷或劣化、接触不良等都会成为其安全运行的隐患。在缺陷形成的初期，传统的停电例行试验无法检测出，但局部放电所产生的电磁波、声波、光波，可从开关柜封闭金属箱体的接缝和小玻璃窗中泄漏出来，并在金属柜体与地之间传播。因此可采用局部放电暂态地电压(transient earth voltages，TEV)、超声波(AE)及特高频(UHF）等放电测试技术进行检测。

1 缺陷发现经过

某220 kV变电站35 kV开关柜为厦门ABB开关有限公司产品，2007年投运。

2015-03-13，变电站试验人员对该站开关柜进行带电测试时，检测到庞烟线311间隔柜、庞梁线312间隔柜、庞工线321间隔柜均存在暂态地电压及超声波信号。其中，3个间隔柜前后观察窗暂态地电压信号较强烈，而超声信号只在柜后上部存在异常，并且幅值不大，于是决定缩短测试周期进行跟踪监测。

2015-04-29，试验人员对该站进行复测，检测结果显示，在35 kV庞烟线311间隔柜内部存在局部放电。该放电信号特征与悬浮电极放电特征相似，应为悬浮电极放电，放电信号幅值较大，应尽快安排停电检修。

2015-06-16，对该站35 kV开关室Ⅰ段母线进行停电检查，发现311间隔C相穿柜套管均压弹簧及穿柜套管内壁均存在明显黑色放电痕迹，母线均压弹簧因放电已出现明显豁口，套管内壁导电层放电位置呈现洞状。经对故障现象分析，判断为穿柜套管内均压弹簧与套管内壁接触不良形成悬浮电位造成放电。长时间的放电造成均压弹簧、穿柜套管内壁烧伤，随着时间的延长，将会击穿穿柜套管造成接地短路。该缺陷的及时发现，成功避免了一起母线接地短路造成的停电事故。

2 检测分析方法

2.1 初测

2015-03-13，试验人员利用暂态地电压及超声波2种方式对35 kV开关柜进行测试。暂态地电压(TEV)方法检测，背景14 dB，测量数据见表1。

超声波模式测试背景-5 dB，只在311间隔、312间隔、321间隔柜后上部存在异常，且幅值不大，最大仅为14 dB。因此怀疑柜体母排存在异常，异常部位应主要集中在311间隔、312间隔、321间隔。因为放电信号不是很大，所以决定缩短跟踪监测周期进行复测。

2.2 复测

2015-04-29，试验人员仍首先采用局放暂态地电压及超声波2种方式对35 kV开关柜进行测试。暂态地电压(TEV)方法检测背景15 dB，测量数据见表2。

表1 3月13日局放暂态地电压(TEV)测量数据 dB

表2 4月29日局放暂态地电压(TEV)测量数据 dB

超声波模式测试背景-3 dB，在311间隔、312间隔、321间隔柜后上部存在异常，且幅值最大达到26 dB。因此怀疑柜体母线部位可能存在异常，异常部位应主要集中在311间隔、312间隔、321间隔。

为了确定信号源的大致位置，采用特高频时间差方法进行定位分析，测试结果如图1所示。图中上部波形为传感器在312间隔柜下端测得；下部波形为传感器在311间隔柜下端测得。

图1 311与312间隔柜特高频时差法测试结果

由图1可以看到，下部特高频信号在时间上超前于上部特高频信号，因而可判定特高频信号源应该靠近311间隔柜。

类似地，对311间隔和321间隔进行同步测试，测试结果如图2所示。上部波形为传感器换到321间隔柜下端测得；下部波形的传感器位置仍为311间隔柜下端。

图2 311与321间隔柜时差法测试结果

由图2的测试结果可以看到，下面的特高频信号(311间隔)在时间上超前于上部的特高频信号(321间隔)，且前者幅值远大于后者，因而可断定特高频信号应源于311间隔柜。

为了确定信号源在311间隔柜中的位置，将传感器分别安放在311间隔柜的上端和下端，测试结果如图3所示。

图3 311间隔柜上、下端特高频时差法测试结果

由图3可以看到，下部的特高频信号(311间隔柜上端)在时间上超前于上部的特高频信号(311间隔柜下端)，因而特高频信号源应该靠近311间隔柜上端。

3 现场停电检查

2015-06-16，对该站35 kV开关室Ⅰ段母线停电检查处理。在拆除母线及穿柜套管过程中，发现311间隔内与312间隔之间的C相穿柜套管上，均压弹簧及穿柜套管内壁均存在明显黑色放电痕迹，母线上均压弹簧因放电已出现明显豁口，套管内壁导电层放电位置呈现洞状。判断为穿柜套管内均压弹簧与套管内壁接触不良，形成悬浮电位，造成放电，照片如图4，5所示。

图4 母线套管烧损情况

图5 均压弹簧烧损情况

4 结束语

（1） ABB公司这种穿柜套管内的均压弹簧固定方式不是很合理，随着开关柜运行时间的积累，势必会造成均压弹簧固定松弛，导致均压弹簧及穿柜套管内壁接触不良，形成悬浮电位。因此对安装这种穿柜套管结构的开关柜应加强关注，发现有异常放电信号时，要缩短测试周期进行跟踪测试，必要时进行停电更换。

（2） 采用TEV，AE及UHF这3种测试方法联合检测局放信号，对开关柜设备缺陷的检测与定位是非常有效的，因此在例行测试时，若发现可疑放电信号，可采用这3种测试方法联合检测。

1 章 涛，王俊波，李国伟.10 kV开关柜局部放电检测技

术研究与运用[J].高压电器，2012，48(10)：100-104. 2 任 明，华 东，陈晓清，等.采用暂态对地电压法综

合检测开关柜局部放电[J].高电压技术，2010，36(10)：

2 460-2 466.

2015-07-20；

2016-04-22。

岳彩鹏(1984-)，男，工程师，主要从事高压试验检修工作，email：huanjuniceandrun@163.com。

高春燕(1973-)，女，高级技师，主要从事高压试验检修工作。

陈 虎(1978-)，男，技师，主要从事高压试验检修工作。