高压开关柜超声波局部放电检测异常分析

【摘

要】高压开关柜是电力系统中的关键设备之一，其内部电气元件分布繁多、排列紧密、绝缘裕度很小，易出现局部放电现象。随着状态检修深入开展，局部放电检测在开关柜缺陷诊断中发挥了至关重要的作用。超声波局部放电的合理应用为高压开关柜的故障检测以及安全运行提阐述了缺陷形成的原因，并结合供了技术依据。本文简单介绍了超声波局放检测技术的原理，并应用于开关柜内部出线电缆放电缺陷的检测；实际情况对缺陷进行了分析，并提出了整改意见，同时对开关柜内部电缆和驱潮装置的安装维护提出了几点建议。超声波；放电【关键词】高压开关柜；局部放电检测；【中图分类号】TM591

【文献标识码】A

【文章编号】（2017）2095-206634-0028-02

目前袁高压开关柜已广泛用于电力系统的变电站中袁是电力系统中不可或缺的重要组成部分遥然而由于环境湿度尧高温尧放电尧氧化等因素袁造成开关柜内电气设备绝缘劣化袁最终以局部放电的形式表现且加剧绝缘劣化曰同时袁电气设备在制造和加工以及运输安装过程中袁由于工艺和制造水平等原因往往会致使设备金属表面存在突起尧绝缘子存在气泡尧裂缝尧设备表面留有金属碎屑或设备安装过程中留有连接部位松动接触不良等袁这些情况都会造成开关柜内设备出现局部放电现象遥局部放电长期存在会造成设备绝缘能力下降袁引起设备故障遥为防止此类情况发生袁通过各种带电检测手段提前对开关柜进行异常检测袁及早对异常情况进行介入袁及时掌握缺陷发展情况袁是目前预防开关柜内部电气设备局部放电故障的非常有效的方法遥目前的开关柜局部放电检测技术主要有超声波检测法尧暂态地电压法和特高频法袁各种方法都有其优缺点袁其中超声波局部放电检测由于其灵敏度高尧抗电磁干扰能力强尧定位准确得到广泛应用袁不但可以了解电气设备的绝缘状况袁而且还可以发现设备所存在的绝缘缺陷及劣化程度袁对开展状态检修尧保证开关柜设备的安全运行起到非常重要的作用遥

超声波探伤检测是利用材料及其缺陷的声学性能差异对超声波传播波形反射情况和穿透时间的能量变化来检验材料内部缺陷的无损检测方法遥当高压电气设备内部存在局部放电袁在放电过程中袁随着放电的发生和声音的发射袁产生超声波袁且很快向四周介质传播遥伴随有声波能量的放出袁超声波

1超声波局部放电检测原理信号以某一速度通过不同介质渊油尧SF6气体尧空气等冤袁以球面波的形式向四周传播遥超声波频率高其波长较短袁因此它的方向性较强袁且在空气中衰减较大袁容易进行定位遥此外袁声能与放电释放的能量之间是成比例的袁因此诞生出幅值比较法遥根据超声波在空气中的速度是一定的袁诞生了时间计算法进行定位遥由于在开关柜内部件众多袁而且超声法检测只能从开关柜缝隙中检测袁有的局部放电用时间差法计算相对较为复杂袁而幅值比较法由于应用方便尧结果直接袁常用于现场实际检测中遥

超声波局部放电检测技术是通过超声波传感器对电力设备中局部放电时产生超声波信号进行检测袁从而获得局部放电的相关信息袁实现局部放电监测遥由于开关柜带电部件较多袁电磁环境较为复杂袁但超声波法能有效规避这些电磁干扰袁对于一些有超声信号的荧光灯和电磁振动等机械波干扰较难排除袁因此检测时应闭灯和尽量排除某些振动干扰遥

开关柜超声波局部放电检测仪主要由传感器尧耳机和检测主机组成袁其中超声传感器为敞开式袁将传感器沿着开关柜体的空气缝隙扫描监听袁同时注意耳机中声音和屏幕示数的变化遥当检测到有异常信号时袁应该在异常信号周围多布置几个测点检测袁找到信号最大值位置袁再根据现场开关柜内电气设备情况进行综合诊断遥

2超声波局部放电检测技术应用2.1带电检测情况

某日16院40分袁运维人员在某110kV变电站进行开关柜局放测试工作袁进行到檀春线344开关柜超声波测试时袁听到

3结束语划袁对于新型光伏配电系统的规划来说袁需要用含分布式的电源配电网规划与微网规划研究的理论成果当成基础与前提袁与此同时袁对光伏发电并网本身的特点进行明确遥并对光伏发电的电源配置情况进行设置袁例如对于地址的选择和容量的大小袁还有对光伏发电在输出过程中的控制方法和并网形式与接入点进行科学地研究袁还要对影响电网的谐波和电压波动等情况进行了解遥在规划的过程中袁首先要对光伏发电的可再生能源进行了解袁之所以可以进行发电袁其合理性值得是什么袁明确光伏发电过程中的可靠袁并比较传统电网的升级与分布式的电源供电电网扩充的策略优势和不足袁从而对配电网在规划当中的经济性和环保性与安全性进行保障遥

综上所述袁和以往的发电方式进行对比袁光伏发电和其并网的特点非常鲜明袁因此袁给大电网在安全经济的运行和优化控制以及电能质量的保证上提出了新的问题袁没有针对性地研究和验证手段袁在光伏发电系统对于大电网造成影响的机

理上还需要进一步提高袁需要不断完善含光伏发电等新能源的新型配电系统规划的理论与方法袁现阶段袁电网运行的控制理论和技术并未和光伏发电的大规模并网符合袁支撑光伏发电在公共电网的运行过程中进行接入袁保护和控制袁非常需要健全的技术标准和规范做保障遥

参考文献

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收稿日期：2017-9-3

28LOWCARBONWORLD2017/12仪器听筒内有异常放电声音渊检测时负荷电流58A冤遥运维人员重点对故障开关柜及相邻开关柜进行了超声波及暂态地电压局部放电检测袁数据如表1所示遥

表1开关柜超声波及暂态地电压局部放电检测数据渊单位院dB冤超声波背景值-6TEV背景值渊空气|金属值冤

20/23检测间隔暂态地电压渊TEV冤

超声波渊AE冤

前中前下后上

后中后下前中前下后上后下34234429293463029282711215备注3028272928272826环境2720415温度院16益525袁相对湿11度院48%

225室内14在检测过程中袁344开关柜前后暂态地电压数值基本一致袁最大值为30dB曰开关柜前尧后下部即出线电缆隔室渊该开关柜出线电缆隔室与柜前下是连通的冤超声波检测数值最大值为25dB袁同时仪器听筒内有异常放电声音遥根据以上情况袁运维人员对344及相邻开关柜前后进行了超声波定点精确测量袁测量结果如图1渊单位院dB冤遥

图

2.2依据检测国家结果电网分析

图1超声波检测信号位置公司叶电力设备带电检测技术规范曳和叶国网渊运检一运检部[2014]108关于印发号变冤电附录设备带1变电电检测设备带工作指导电检测意项见目的通尧周期知及曳技术要求袁数据分析依据如表2~3所示遥

表2超声波法的判据

检测结果

结论读数臆8dB袁且无典型放电波形或音响

正常读数跃8dB袁且臆15dB

异常读数跃15dB

缺陷

表3暂态地电压法的判据

检测结果结论相对值臆20dB正常相对值跃20dB

异常根据表2~3袁对344开关柜测试结果分析院暂态地电压检测结果正常遥超声波检测数值最大值为25dB袁大于15dB袁表明开关柜存在缺陷遥初步判断344开关柜出线电缆隔室内存在放电袁怀疑为出线电缆存在放电现象遥建议对344开关柜进2.3行停电缺检陷修检袁查查看处理

是否存在放电痕迹和原因进一步确认遥

为确认344放电缺陷的存在袁确认缺陷部位袁19院36分袁

低碳技术344室内开部关潮柜气较转检重修袁出后线袁打电开开缆靠关零柜序出TA线隔处室外柜皮门有袁破发损现出尧存在线隔明显放电灼伤痕迹袁且电缆外皮上有潮气遥

图2344出电缆放电及凝露情况

进一步检查发现袁高压室除湿机工作虽工作正常袁但344开关柜出线电缆隔室内驱潮装置电源线烧损断开袁加热板明显氧化锈蚀遥

同时检查发现开关柜底部电缆穿屏处封堵不完善袁虽在高压室一次电缆沟电缆进口处进行了严密封堵袁但柜内封堵措施不完善袁虽能保证防小动物封堵措施袁但不能防止潮气从开关柜底部进入出线电缆隔室遥

结合以上检查情况可以判断袁344开关柜超声波数值异常的原因为出线电缆在投运时外皮存在破损情况袁出线电缆隔室内由于柜内封堵不完善尧驱潮装置故障造成开关柜内部潮气较重袁潮气在电缆外表皮上凝结形成凝露袁由于电缆本身存在绝缘薄弱点袁从而造成电缆相间放电遥

检修人员对344出线电缆放电处进行了绝缘包扎处理袁并进行试验合格曰对柜内封堵及驱潮装置电源线进行了整改袁对加热关柜21板进行院35进行超分声波袁了更344换复测间遥

隔袁测恢试复送结果电正遥常运行一袁缺陷段消时间除袁见后表袁对4遥

344开表4开关柜超声波放电复测结果渊单位院dB冤

超声波背景值-6检测间隔

超声波渊AE冤

前中

前下

后上后下342344-5-6-5-6-63总346结及提高-6-5-6-6-5-6-6渊1冤超声波和暂态地电压检测能有效发现开关柜内局部放电缺渊2陷冤电袁应缆多在结投合运带时电应检测加加强验强收对把开关关袁对柜电的检缆外查观维进行护遥

仔细检查袁防止电缆拖拽引起外表皮破损袁投运后要加强监测确保电缆安渊3全冤投运行运时遥

应加强对开关柜封堵检查袁封堵应严密遥加强对柜内驱潮装置验收袁投运后应及时检查维护袁确保驱潮装置正常运行渊4冤结遥

合停电计划及时对加热驱潮装置电源线进行整改袁电源线渊5应冤加在加强开热关板柜的下野逢端停遥

必扫冶工作袁每次停电时须对开关柜进行全面渊6冤逐清步制扫遥

定整改计划袁对内部存在封堵不完善的开关柜逐步整渊7改冤高到压位室遥

应按要求安装除湿机袁除湿机启动条件设置应符合要求袁湿度应控制在70%以下遥

收稿日期：2017-9-17作者简介：贺先豪渊1981-冤袁男袁工程师袁硕士研究生袁主要从事变电运维工作遥

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