一起35 kV开关柜异响的故障诊断与分析

高志飞，李秀旗

（内蒙古电力（集团）有限责任公司乌兰察布供电分公司，内蒙古 乌兰察布 012000）

0 引言

6～35 kV高压开关柜是电力系统中分布面广、应用量大的开关设备，用于电力系统发电、输电、配电、电能转换以及消耗中起通断、控制或保护等作用[1-2]。由于各种原因，开关柜在电网运行中发生事故较多，据现场统计，6～35 kV开关柜事故约占各电压等级开关设备故障总和的50%以上，严重威胁电网的安全稳定运行[2-4]。

文中针对一起35 kV开关柜异响故障案例进行分析，通过带电检测与停电检查试验相结合验证进行现场处理，并给出了相应预防措施与建议，为现场故障诊断分析提供技术参考。

1 故障简介

2019年11月25日，220 kV某变电站巡视人员发现高压室35 kV开关柜存在异响，高压试验人员使用上海华乘科技有限公司生产的PDS-T90局放检测仪对进行暂态地电压、超声波和特高频局部放电普测，在35 kV石窖沟378开关柜柜后检测到异常超声信号及特高频信号，通过声电联合定位确定放电点大致位置，位于柜后B、C相穿柜套管处，结合超声波与特高频检测数据，综合判定为电晕放电，停运开关柜检查处理，并验证检测结论的准确性。

开关柜为安德利集团有限公司生产，型号为XGN17-40.5，出厂日期为2016年04月。

2 局部放电带电检测

2.1 暂态地电压检测数据分析

测试数据见表1。

表1 暂态地电压测试数据dB

说明：35 kV石窖沟378开关柜暂态地电压检测值如上表，根据文献[5]8.5异常结果分析方法：

1）开关柜检测结果与环境背景值差值大于20 dB；

2）开关柜检测结果与历史数据的差值大于20 dB；

3）该开关柜检测结果与临近开关柜检测结果的差值大于20 dB；

依据导则规定的纵向分析法、横向分析法，35 kV石窖沟378开关柜暂态地电压检测结果未见异常。

2.2 特高频检测数据分析

如图1所示，特高频测试检测到异常信号，信号幅值最大为54 dB，特高频工频相关性较强，放电次数较多，PRPS&PRPD图谱工频周期内出现一簇脉冲信号，每簇信号参差幅值分布较分散，初步判断为电晕放电。

图1 特高频PRPS&PRPD图谱/特高频周期图谱

2.3 超声波检测数据分析

如图2所示，超声波AE幅值测试超声周期最大幅值32 dB，频率成分1大于频率成分2，AE波形图谱每周期一组，且相位宽度较宽，符合电晕放电的典型图谱，根据文献[6]超声波局部放电检测判据（见表2）对结果进行分析。

图2 超声波幅值/波形/超声信号最大点/相位图谱

表2 超声波局部放电检测指导判据

35 kV石窖沟378开关柜超声波检测幅值>8 dB，有明显声音信号，判断开关柜有明显的放电现象，初步判定为电晕放电。

结论：35 kV石窖沟378开关柜内存在低能量放电，超声波与特高频检测数据分析综合判定为电晕放电，确定放电点位置在柜内穿柜套管处，建议停运378开关柜检查处理。

3 停电检查处理

依据带电检测结果分析，将35 kV石窖沟378开关柜停电检查，检修试验人员对柜体内部进行检查，发现电缆出线口处封堵不良，B、C相穿柜套管内有较多绿色金属粉末，B、C相引流排表面锈蚀严重，穿过套管部分的引流排未加装绝缘护套且穿柜套管内未加装等电位线，如图3-6所示。

图3 绿色金属粉末

图4 引流排氧化锈蚀

图5 电缆处封堵不良

图6 引流排放电点

现场检修人员对引流排表面打磨并加装热缩绝缘护套，更换带有等电位线的穿柜套管，如图7、图8所示。对柜内其它的设备进行酒精擦拭，并重新封堵电缆及其它出线口处，之后安装引流排、穿柜套管，安装后进行高压试验检查，柜内套管、断路器、计量及保护电流互感器试验均通过，局部放电检测数据显示正常，柜内引流排和穿柜套管处均未出现放电现象。

图7 加装绝缘护套

图8 加装等电位线

4 结语

发生该次放电现象主要是由于环境昼夜温差较大、室内加热除湿装置效果不佳、柜内封堵不良，综合导致开关柜内存在受潮现象（主要为电缆沟内潮气），加之裸露的铜排表面防腐防氧化性能欠佳，导致表面受潮而发生氧化铜锈现象，伴随运行状态下电流较大发热，产生绿色粉末，且铜排穿过套管还存在较大间隙且未见等电位线，进而出现电晕放电现象。针对柜内受潮现象，提出以下预防措施及建议：

1）高压室内除排风设备外，其余通风口均应封闭。排风设备应加装自动扇门和启动装置，工作时打开，平时关闭可有效保证室外的潮气无法进入高压室内，从而改善设备运行环境，提高运行的安全性。

2）对于室内外电缆沟，室外应低于室内，防止电缆沟积水。室外电缆沟合理布置下水管道口，引至专用蓄水池处并定期进行抽水处理，保证电缆沟无积水。

3）对于潮气较重的电缆沟，可加装特定的通风盖板，必要时加装相应电缆沟除湿系统。其次做好防潮防水的封堵措施，避免室外的潮气进入室内电缆沟。

4）对于断路器、电缆等出线孔应增加封板将缝隙缩短到0.5 mm后再进行封堵，建议选用新型自流型高分子材料。

5）在柜体内壁涂敷一定防凝露材料，可有效避免开关柜凝露现象的发生。

综上所述，在运行设备中有效开展局部放电带电检测，对发现设备存在的隐患有重要的作用，针对此类故障，建议严格控制安装质量，验收时重点关注柜内进出线孔处封堵、加热除湿装置、穿柜引流排绝缘护套或等电位线等问题，确保满足相关绝缘净距离要求，保证设备安全稳定运行。