500 kV组合电器异响分析

肖梦青

（国网湖北省电力有限公司检修公司，湖北 武汉 430050）

1 设备异常概况

2021年6月18日，A公司对500 kV M变电站500 kV GIS设备5023、5053和5063的A相断路器附近异常振动进行检测排查。

6月18日，8：00—10：00检测排查5023的A相断路器附近设备，首先采用超声波局放带电检测分析，发现波纹管西边套管超声波异常信号最大，通过检测声音分析该信号为机械振动故障。其次采用特高频局放带电检测分析，发现50231的A相隔离开关气室存在间接性特高频异常信号，且间接性周期较长，检测背景为-67 dB，信号最大值为-55 dB。

14：00—17：00先后检测排查5053、5063、5023的A相断路器附近设备，采用超声波局放和特高频局放带电检测分析，特高频检测时对GIS检测点绝缘盆子加装屏蔽布进行测试，特高频局放带电检测未发现异常信号。超声波检测在50522隔离开关A相发现异常超声波信号，信号最大值为11 dB。

6月19日，8：00—10：00先后对5023、5053、5052、5063的A相断路器附近设备复测排查，采用超声波局放和特高频局放带电检测分析，在50231和50531隔离开关气室A相发现轻微异常超声波信号。特高频检测时对GIS检测点绝缘盆子加装屏蔽布进行测试，特高频局放带电检测未发现异常信号。相比6月18日检测数据，超声波信号声音和幅值都有明显衰减。

2 检测分析方法

2.1 局放联合巡检

2021年6月18日，使用莫克EC4000P局部放电测试仪和UTP2英国EA局部放电检测仪，采用超声波、特高频模式对500 kV GIS设备5023、5053、5063的A相断路器附近异常振动信号进行排查检测。

2.2 超声波检测

2021年6月18日，使用UTP2英国EA局部放电检测仪对5023的A相断路器附近设备进行超声波局放带电检测分析，发现波纹管西边套管超声波异常信号最大，在波纹管两侧隔离开关处均检测到同一信号，且信号幅值有明显衰减，超声波信号周期最大值为12 dB。通过检测声音分析该信号为机械振动，检测时负荷电流为130 A。

2.3 特高频检测

使用EC4000P局部放电测试仪对5023的A相断路器附近设备进行特高频局放带电检测分析，发现隔离开关气室存在间接性特高频放电信号，且间接性周期较长，信号最大值为-55 dB。通过如图1所示的图谱可以看出，放电信号出现在工频相位的正、负半周，且具有一定的对称性，放电幅值较分散，放电次数较少，放电类型判断为绝缘类放电，不排除有悬浮、尖端电位放电的可能，需要进行精确定位，确定信号精确位置。

3 局部放电定位分析

使用EC4000P局部放电定位仪通过定位分析，最终判断信号来自于50231的A相隔离开关气室靠近502367接地刀闸绝缘盆子20 cm附近，放电信号类型为绝缘放电。

3.1 GIS内外定位

首先确认信号是否来自A相GIS设备内部，将传感器N放置于500 kV项502367接地刀闸绝缘盆子处，将传感器M放于空气中。经测试可知，传感器N先接收到放电信号，传感器M未接收到放电信号，由此确认信号来自A相GIS设备内部[1]。

3.2 GIS气室定位

判断信号来自500 kV 50231隔离开关A相还是500 kV 50222隔离开关A相。将传感器M放置于A相500 kV 502317接地刀闸绝缘盆子处，将传感器N放置于A相500 kV 502227接地刀闸绝缘盆子处。如图2所示，分析测试数据得，传感器M先接收到放电信号，传感器N未接收到放电信号，由此确认信号来自A相500 kV 50231隔离开关气室。

图2 GIS气室定位测试数据

3.3 GIS具体位置定位

判断信号来自500 kV 50231 A相隔离开关气室的具体位置。将通道1传感器M放置于500 kV 502367接地刀闸绝缘盆子处，将通道2传感器N放置于A相500 kV 502317接地刀闸绝缘盆子处，现场测试数据如图3所示。

图3 GIS具体位置定位测试数据

结合上述定位可知，综合判断局放源在500 kV 502367接地刀闸绝缘盆子附近20 cm处。

4 综合分析

2021年 6月 18日，14：35—16：00先 后 对50531、50631、50231的A相隔离开关附近设备检测排查，采用超声波局放和特高频局放带电检测分析，特高频检测时对GIS检测点绝缘盆子加装屏蔽布进行测试，特高频局放带电检测未发现异常信号。超声波检测时在50522隔离开关A相发现异常超声波信号，信号最大值为11 dB，检测声音分析该信号为机械振动。通过超声波巡检仪测试数据幅值可以看出异常信号从6号测点向周边有衰减趋势，最终确定信号来自505227接地刀闸电动操动机构箱。

6月 19日，8：00—10：00先 后 对 50231、50531、50522、50631的A相隔离开关附近设备复测排查，采用超声波局放和特高频局放带电检测分析，特高频检测时对GIS检测点绝缘盆子加装屏蔽布进行测试，特高频局放带电检测未发现异常信号。超声波检测在50231和50531隔离开关气室A相发现轻微异常超声波信号，信号最大值为7 dB，检测声音分析该信号为机械振动。相比6月18日检测数据，信号声音、幅值都有明显衰减，检测时负荷电流为80 A。

分析故障原因：（1）机械振动。造成GIS现场异响振动的原因很多，有触头接触不佳引起的，也有零部件紧固不良所致的，还有GIS现场环境中存在的高频信号入侵到GIS内部而引起的蜂鸣异响等[2]。（2）绝缘放电。绝缘子内部存在气隙、裂纹或沿面放电，绝缘子导体端及接地端部位存在结构件松动缺陷等[3]。

5 结 论

综合分析超声波跟踪测试结果，判断50231隔离开关气室机械振动信号大小跟随运行负荷电流大小变化而变化，振动缺陷未消失。特高频跟踪测试结果，判断该气室绝缘放电信号来自外部干扰，GIS内部特高频检测无异常。由于早期的机械故障很难会引发放电缺陷，如果不及时处理，那么随着机械故障的扩大，不良接触点处的接触电阻增大，温度升高，可能导致绝缘老化并击穿，最终引发绝缘性故障。因此，建议对母线导电杆和隔离开关动、静触头的运行状态进行X光照射，及时发现导电杆和触头接触点的松动故障，避免影响母线设备的正常运行，并加装GIS局放重症监护系统，实时监测异常部位，确保供电的安全可靠性。