500 kV HGIS设备联合带电检测分析

罗 彤，李学斌，郎业兴，王 冰

（1.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006；2.国网辽宁省电力有限公司检修公司，辽宁 沈阳 110006）

经验交流

500 kV HGIS设备联合带电检测分析

罗 彤1，李学斌1，郎业兴1，王 冰2

（1.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006；2.国网辽宁省电力有限公司检修公司，辽宁 沈阳 110006）

对某500 kV变电站HGIS设备开展联合带电特高频局部放电检测、超声波局部放电检测与SF6气体成分分析检测工作，发现500 kV场区1号主变一次5023间隔2号隔离开关A相气室局部放电检测数据异常，经诊断该处异常疑似气室内部靠母线侧隔离开关部件松动、绝缘件表面污秽或内部气隙引起的放电缺陷，在此基础上提出加强设备检测工作的合理化建议。

带电检测；隔离开关；局部放电；放电缺陷

为保障电气设备的安全运行，确保供电可靠性，需要对电气设备进行例行试验［1－2］。随着高电压、大容量电力系统的发展，对电力系统安全可靠性的要求进一步提高，传统例行试验需停电、按固定周期进行，不能及时发现电气设备绝缘缺陷，反映设备即时状况的局限性越来越明显［3－6］。停电试验与设备实际运行状态存在巨大差异，很难保证对设备状态评价的准确性［7－8］。

为研究电气设备在实际运行状态下的特性参数，实现输变电设备的带电检测，对推动电气设备状态检修工作具有重要意义［9－11］。本文针对某500 kV变电站HGIS设备开展联合带电检测，依据设备在实际运行过程中的检测参数对隔离开关气室的在线工作状态进行评估，并给出合理化建议。

1 检测对象及项目

针对某500 kV变电站5023间隔2号隔离开关A相气室进行联合带电检测，该隔离开关型号为LW13A－550，内部结构如图1所示。变电站采用3／2接线方式，5023间隔分别连接500 kVⅡ母和1号主变，其中2号隔离开关气室为断路器靠母线侧隔离开关气室。气室检测项目包括特高频局部放电检测、超声波局部放电检测与SF6气体成分分析。

2 检测数据

2.1 特高频局放检测

该型号HGIS盆式绝缘子为全金属封闭结构，且无浇注孔及内置传感器，因此，特高频局放检测位置选择2号隔离开关A相气室的接地隔离开关绝缘引出件部位，分别对图2所示检测位置1、位置2进行检测，检测图谱如图3所示。利用屏蔽带在2号隔离开关A相特高频检测位置做全面屏蔽处理后，所测特高频局放图谱如图4所示。

图1 隔离开关A相气室内部结构

图2 特高频检测点实际位置

图3 2号隔离开关A相特高频局放图谱

2.2 超声波局放检测

超声波局放检测点分布如图5所示，各测点超声波测试数据如表1所示。

图4 2号隔离开关A相特高频局放图谱（屏蔽后）

图5 超声波检测位置

表1 各检测点超声波检测数据mV

由表1可以看出，2号隔离开关A相气室存在超声波异常信号，50 Hz和100 Hz频率相关性明显，有效值、峰值较背景明显增长。测点3、测点4、测点5信号幅值水平偏大，初步判断以上3个测点距局放源较近。

采用放大器倍数为100倍（40 dB）进行超声检测，图6为测点3超声波检测连续图谱及相位图谱（红色为背景值，蓝色为测试值）。将上限截止频率由100 kHz降低到50 kHz，信号幅值无明显减小。

图6 测点3超声检测图谱

2.3 SF6分解产物检测

对2号隔离开关A相气室进行气体成分检测，检测数据如表2所示。测试结果显示该气室分解产物有H2S成分，含量为1.3 μL／L，已达注意值。

表2 2号隔离开关SF6分解产物测试结果μL／L

3 综合分析

3.1 异常类型

根据图3、图4特高频检测结果可知，特高频检测点采取屏蔽措施前后，特高频检测图谱发生明显变化。屏蔽后异常放电脉冲明显减少，幅值减弱，且180°相位附近的放电脉冲明显减弱。由此判断气室内部存在放电信号，且幅值较大，放电时间间隔不稳定，放电相位稳定在0°和180°相位附近，正负半周各一簇。屏蔽后所检测到的放电信号应为空气中存在的强烈电晕干扰。根据图6超声波连续图谱可以看出，测点3的有效值、周期峰值较背景值明显增长，50 Hz和100 Hz相关性较明显。由表2可知，A相气室存在微量的H2S特征气体，同间隔其他相均未检测到分解产物特征气体，该间隔近期并未进行任何分合闸操作，因此，可以判断该气室内存在放电。

结合各类缺陷典型放电特征、HGIS结构及安装特点，判断该气室内部缺陷可能为绝缘件表面污秽缺陷、悬浮电位缺陷（部件松动）或绝缘内部气隙缺陷。

3.2 异常定位

根据表1超声波各测点检测结果绘制成超声测点峰值分布图如图7所示。测点3、测点4、测点5信号幅值水平明显偏大，因此可以判断信号源距离以上3个测点较近。在测点3改变上限截止频率，信号幅值无明显减小，因此，可以判断放电源不在壳体上，缺陷位置位于该气室出线套管下方附近。

图7 超声测点峰值分布图

根据以上分析可知，引起该气室局放异常的原因可能为隔离开关部件松动、绝缘件表面污秽或内部气隙在电场作用下发生放电。

4 结论及建议

500 kV HGIS 5023间隔2号隔离开关A相气室内部超声及特高频局放检测信号异常，气体分解产物中H2S含量为1.3 μL／L，该缺陷疑似气室内部隔离开关部件松动、绝缘件表面污秽或内部气隙产生的放电，因此，提出以下几点建议。

a.建议对该500 kV变电站2号隔离开关A相气室进行更换并解体检查。

b.该500 kV变电站2号隔离开关A相气室停电处理前，缩短GIS带电检测周期，建议每月开展1次局部放电综合检测及诊断，一旦发现异常立即停电处理。

c.建议对该500 kV变电站同结构隔离开关气室进行全面带电检测，若存在类似问题，及时停电解体检查。

参考文献：

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［2］李学斌，鲁旭臣，杨璐羽，等.超声局放和气体分解物联合检测在断路器内部部件松动故障中的应用［J］.电工技术，2015，37（1）：31－32，71.

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［4］杨 贤，饶章权，柯春俊，等.广东电网输变电设备带电检测技术应用现状及提升策略［J］.南方电网技术，2015，9（3）：68－74，86.

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［11］韩洪刚，李学斌，于在明.“大检修”体系下状态检修技术支撑力量的建设［J］.东北电力技术，2013，34（3）：23－26.

表3 光学减法运算输出误差测试结果

5 结束语

光学差动保护是一种新型的适应于光原理电子式互感器的保护，通过RTDS建模对哈尔滨工业大学生产的光学线路差动保护原理样机进行动模试验测试，按照《电力系统继电保护产品动模试验规范》（DL／T871—2004）的要求分别对保护样机进行了区内故障、区外故障、转换性故障、经电阻接地故障、系统振荡、频率偏移等不同类型故障的模拟，考察保护样机的动作行为和动作时间，并对样机中光计算模块的性能进行了精度测试，通过试验验证了保护样机功能和光计算模块的精度，并且发现了保护样机动作时间的影响因素，为光学新原理保护技术的推广应用提供试验数据支撑。

［1］平绍勋，黄仁山.全光纤电流互感器的建模与仿真技术研究［J］.湖南大学学报，2011，38（10）：44－49.

［2］金世鑫，李 华，张静巍.基于RTDS的区域保护备自投功能动模试验研究［J］.东北电力技术，2014，35（10）：57－60.

［3］周 巍，张沛超，杨星星.基于RTDS的微机保护实时闭环数字仿真系统［J］.南方电网技术，2010，38（16）：127－131.

［4］宋宝泉，张严鹏，张武洋.智能变电站区域差动保护技术研究［J］.东北电力技术，2013，34（11）：12－15.

［5］李仲青，周泽昕，黄 毅，等.数字化变电站继电保护适应性研究［J］.电网技术，2011，35（5）：210－215.

作者简介：

金世鑫（1985—），男，硕士，工程师，从事继电保护与智能电网研究工作。

（收稿日期 2016－03－21）

Analysis on Joint Charged Detection of 500 kV HGIS Equipment

LUO Tong1，LI Xue⁃bin1，LANG Ye⁃xing1，WANG Bing2
（1.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China；2.Maintenance Company of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

The coalition charged UHF partial discharge detection，ultrasonic partial discharge detection and SF6gas composition analy⁃sis test are carried out on 500 kV HGIS substation equipment，500 kV district No.1 main transformer breaker A 5023 interval of No.2 partial discharge detection data of gas chamber is unusual.By diagnosing the abnormity，loose parts at bus side isolation，breaker in⁃ternal air gap discharge caused by defects are suspected.The reasonable suggestions of strengthening equipment is put forward on the basis of this result.

Charged detection；Breaker；Partial discharge；Discharge defect

TM507

A

1004－7913（2016）06－0023－04

罗 彤（1979—），男，硕士，工程师，从事高电压技术及带电作业工作。

2016－03－17）