一面35kV 开关柜放电缺陷分析与处理

田飞TIAN Fei

（国网朔州供电公司，朔州036002）

0 引言

电力设备运行环境中的潮湿、积水是影响电气设备稳定运行和使用效率的主要因素，在封闭式结构的电气柜内，柜内空气流动性差，湿气易凝结，而且电气设备与电缆沟密封不严也会导致湿气沿缝隙进入设备内，从而出现在绝缘介质受到高压作用时导致局部被击穿的现象。

1 基本情况

1.1 设备基本情况

表1 35kV 301 电流互感器铭牌

1.2 异常简介

2019 年10 月11 日，试验人员在对220kV 变电站35kV 高压室进行开关柜带电检测时，听到301 开关柜附近有轻微间歇的放电音音，同时在该开关柜后中部超声波检测幅值最大为17dB。根据《国网公司带电检测技术规范标准》，超声波数值＞15dB 时，则表明该开关柜存在严重局部放电现象，应停电进行检查。通过对该缺陷进行初步定位，显示该缺陷可能位于301 开关柜后下部。通过分析检测数据建议尽快安排停电检修消缺，缺陷处理前，应加强巡视。

2019 年11 月12 日，该220kV 变电站1 号主变压器及三侧断路器停电检修，现场打开301 开关柜后柜门，试验人员在做绝缘试验时，发现1 号主变35kV 侧靠主变侧301 A 相、B 相电流互感器主绝缘值明显偏低。然后，试验人员对35kV A 母及所带设备进行耐压试验，301A 相、B相电流互感器均发生放电。检修人员对301 三相电流互感器进行了拆除、更换，处理后再次对母线进行耐压试验合格,送电后运行24h 再次对该开关柜进行局放检测，数据正常，放电缺陷消除。

2 异常分析

2.1 检测情况

10 月11 日，试验人员使用华乘T90 局放检测仪对该220kV 变电站35kV 高压室内开关柜进行暂态地电压测试（TEV）、超声波以及特高频局放检测。在35kV1# 主变301开关柜检测到明显的超声波局部放电信号。

2.2 异常特征

该220kV 变电站35kV1# 主变301 开关柜超声波检测数据如表2 所示，AE 幅值、AE 相位图谱、AE 波形图分别如图1、图2、图3 所示。

表2 35kV1# 主变301 开关柜带电测试数据表

3 故障分析

3.1 故障类型分析

对带电测试数据进行分析可知，AE 幅值达到17dB，其中100Hz 相关性大于50Hz 相关性；AE 相位图中每周期两簇，呈双驼峰状，打点位置大小都有；AE 波形图谱中每周期两组，每组中大小脉冲都有，相位宽度较宽。以上特征均为沿面放电的典型特征，因此可判断此开关柜可能存在悬浮电位放电缺陷。

3.2 故障原因分析

造成该开关柜发生局部放电原因可能为：因北方初冬气候特点，该220kV 变电站昼夜温差大，电缆沟内也有潮气上升，开关柜内潮气不易散去，积聚在后柜下部电流互感器周围，造成绝缘介质受潮，同时该电流互感器已经运行了18 年，投用年限较长，而且35kV A 母长时间超负荷运行，致使电流互感器发热加速其绝缘老化过程，致使绝缘介质老化，绝缘性能整体下降，造成局部发放电的发生。

图1 AE 幅值

图2 AE 相位图

图3 AE 波形图

4 缺陷处理

2019 年11 月12 日，对220kV 变电站1 号主变压器及三侧断路器进行停电检修。现场打开301 开关柜后柜门，试验人员在做绝缘试验时，发现1 号主变35kV 侧靠主变侧301 A 相、B 相电流互感器明显偏低，小于《2013 输变电设备状态检修试验规程》规定值，试验数据如表3 所示。

表3 301 电流互感器绝缘电阻值（耐压前）

电气试验人员对301 三相电流互感器的外观进行认真比对，发现B 相电流互感器的一次绕组跟C 相比较，黑色变成灰白色，有明显的过热痕迹，如图4、图5 所示。

图4 301 C 相（正常相）电流互感器

图5 301 B 相（异常相）电流互感器

然后，电气试验人员对35kV A 母及所带设备进行耐压试验，当电压升到35kV 时，A 相和B 相有明显放电声，且B 相放电声偏大，当升到40kV 时，B 相有火花出现。耐压后，对35kV 电流互感器进行绝缘电阻测试，A 相和B相的绝缘电阻值降为0MΩ，试验数据如表4 所示。

表4 301 电流互感器绝缘电阻值（耐压后）

最后，检修人员对301 三相电流互感器进行了拆除、更换（如图6 所示），处理后再次对母线进行耐压试验合格，送电后运行24h 再次对该开关柜进行局放检测，数据正常（如表5 所示），放电缺陷消除。

表5 35kV1# 主变301 开关柜检修后带电测试数据表

5 结论与建议

①开关柜带电检测技术对开关柜类等密闭设备的局放检测具有较强的敏感度，能够及时有效地发现开关柜在运行过程中隐藏的缺陷。

②对于运行环境较差的开关柜，应从设备的相对密封处理、潮湿空气来源的预防、柜内久聚潮气的除湿治理等方面多加考虑，必要时加装有利于改善柜内设备运行状况的装置或改进开关柜结构。

③对于投运年限较长的设备应重点关注，特别是一些

图6 301 三相电流互感器已更换

过负荷设备更应该加强监测，针对每一个环节进行细致排查。当发现设备存在疑似放电故障时，充分利用暂态地电压、超声波、特高频等多种检测手段，进行声电联合检测，通过多角度、全方位进行排查，降低误判断概率，在缺陷查找时也可以通过加压试验方式对故障点进行定位。