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定位技术在35 kV开关柜局放检测中的应用分析

2016-05-10王国斌刘炳正

湖南电力 2016年2期
关键词:开关柜螺杆超声波

李 凯,王国斌,谢 佳,刘炳正

(国网湖南省电力公司益阳供电分公司,湖南益阳413000)

定位技术在35 kV开关柜局放检测中的应用分析

李 凯,王国斌,谢 佳,刘炳正

(国网湖南省电力公司益阳供电分公司,湖南益阳413000)

介绍1例采用综合检测技术发现并精准定位35 kV开关柜放电缺陷的典型案例,详细阐述开关柜局部放电定位方法及缺陷分析方法。

开关柜;局放放电;定位;超声波;特高频

高压开关柜由于数量众多,并且一般直接面向用户供电,因此,其安全稳定的运行直接影响到用户的供电可靠性。开关柜停电试验虽然能发现部分开关柜设备缺陷,但是受到试验周期等因素影响,难以及时有效的发现开关设备运行中的缺陷,对开关柜运行状态仍难以及时掌控。

近年来,随着开关设备检测技术的发展,开关柜局部放电在线监测及带电检测技术逐步得到应用,并取得了相应成果。由于采用带电检测技术成功发现并处理了一批开关柜放电缺陷,为开关柜稳定运行提供了有力支持,开关柜带电检测技术也受到了普遍重视。

1 缺陷检测

2015年11月17日,检测人员在对某变电站35 kV开关柜进行局部放电检测时,发现402开关柜超声波和特高频检测结果异常,暂态地电位检测未发现异常,相邻开关柜及周围环境中未检测到超声波及特高频异常信号,初步判断,402开关柜内存在异常放电缺陷。超声波和特高频测量结果分别如图1,2所示。该开关柜为2014年某公司生产的老式户内手车式高压开关柜,型号为JYN1-40.5 -11。

图1 超声波检测结果

图2 特高频检测结果

现场采用超声波检测时,借助仪器能够听到明显的“滋滋”声。根据超声波检测连续图谱可知,存在100 Hz相关性,然而从波形图谱可知,1个周期内的2簇信号幅值不等,有电晕放电特征;根据特高频检测图谱,其在1个周期内有2簇信号,幅值分散性较大,放电时间间隔不稳定,具有绝缘材料表面放电的特征。综合超声波及特高频检测图谱,检测人员初步判断402开关柜内部存在涉及到绝缘材料的电晕放电。

2 缺陷定位及分析

为进一步分析开关柜内放电缺陷性质,确定其放电缺陷位置,检测人员采用特高频及超声波手段对放电源开展了定位。被检测402开关柜及测点分布如图3所示。

图3 402开关柜及测点分布

采用非接触式超声波检测法分别在测点3及测点4竖直方向上检测超声波信号,发现测点3竖直方向上各点超声波信号幅值明显低于测点4竖直方向上各测点,其中在测点4竖直方向上靠近测点4信号幅值有增大趋势。测点3及测点4超声波信号连续图谱如图4所示,超声波信号最大值分别为15.4 mV,33.1 mV。

根据超声波幅值定位法,由图3可知局部放电源距离测点4最近,测点4靠近C相,因此初步判断,402开关柜内部局部放电可能发生在C相。

图4 超声波信号连续图谱

为进一步确定局部放电源位置,检测人员采用特高频定位法进行了检测。检测时首先将绿色特高频传感器放置在测点1位置,黄色特高频传感器放置在与测点1对应的开关柜后柜门处,检测结果如图5(a)所示。

由图5(a)可知,绿色传感器信号超前黄色传感器0.2 ns,根据计算可知,局部放电源距离测点1约1.2 m。绿色传感器位置不变,将黄色传感器移动至测点2位置开展第2次定位测量,测量结果如图5(b)所示。

由图5(b)可知,信号到达2传感器的时间基本相同,根据计算可知,局部放电源基本位于测点1与测点2垂直平分面上。为进步一验证局放源位置,现场采用声电定位法进行了定位测量,测量时超声波传感器位于测点4位置,测量结果如图6。

图6 声电联合电位图

由图6可知,超声波信号滞后于特高频3.8 ms左右,根据计算,局部放电源距离测点4约1.29 m。

综合定位结果可知,局部放电源位于距离前柜门1.2~1.3 m左右,约在测点4高度附近的C相位置。现场分析该开关柜的内部结构,该位置位于隔离小车C相下触头附近,因此,综合判断开关柜内局部放电源可能发生在隔离小车C相下触头处。

3 停电检查

根据局部放电检测及定位结果,检修人员对402开关柜进行停电检查,发现在开关柜隔离小车C相下触头上金属螺杆与触头盒的绝缘挡板之间存在明显的放电痕迹,如图7所示。

图7 开关柜内局部放电部位示意图

进一步检查存在放电的C相开关下触头发现触头表面存在脏污,有铁锈和一些类似长期放电烧蚀的黑色污垢,对比检查A相开关下触头表面洁净,如图8所示。

图8 开关下触头表面对比

4 放电原因分析及处理

现场检查三相触头金属螺杆与绝缘挡板发现,A,B相触头金属螺杆与挡板之间均接触良好无缝隙,C相下触头金属螺杆与挡板之间存在一个较小间隙,且C相金属螺杆的螺母存在明显锈蚀,螺母锈蚀导致绝缘挡板脏污,长期运行电压作用下,金属螺杆与绝缘挡板之间发生放电现象。

现场对档板进行清洁处理,将金属螺杆更换为绝缘材料的螺杆,以改善触头与档板间的电场分布,处理完毕后再进行复测,检测结果合格,无超声波和特高频异常放电信号。

5 结论和建议

1)采用超声波及特高频局部放电检测方法联合检测,能够有效发现开关柜内部局部放电缺陷,局部放电定位技术能够精准诊断局部放电缺陷具体位置,便于制定合理的检修策略,指导检修进行准确处理,有效节省检修时间,提高检修效率。

2)型号为JYN1-40.5-11的老式户内手车式高压开关柜,开关触头上面螺杆是为了在开关手车进出时起支撑绝缘档板作用,但金属材质螺杆在运行中存在局部放电风险,应将金属螺杆更换成绝缘材料支撑杆。

〔1〕王培义,朱伯涛.开关柜局部放电超声波在线检测技术的应用〔J〕.河北电力技术,2010,29(6):26,46.

〔2〕覃剑,王昌长,邵伟民.特高频在电力设备局部放电在线监测中的应用〔J〕.电网技术,1997(6):33-36.

〔3〕高文胜,丁登伟,刘卫东,等.采用特高频检测技术的局部放电源定位方法〔J〕.高电压技术,2009,35(11):2680-2684.〔4〕邵涛,周文俊,朱宜飞,等.特高频法检测GIS局部放电的试验研究〔J〕.高电压技术,2001,27(3):15-16.

Application analysis of PD detecting and positioning for 35 kV switchgear

LI Kai,WANG Guobin,XIE Jia,LIU Bingzheng
(State Grid Hunan Electric Power Corporation Yiyang Power Supply Company,Yiyang 413000,China)

This paper introduces a typical case of partial discharg(PD)on 35 kV switchgear and elaborates the method of PD detecting and positioning for switchgear.

switchgear;partial discharge(PD);location;acoustic emission(AE);ultra high frequency(UHF)

TM855.1

B

1008-0198(2016)02-0088-03

李凯(1989),男,硕士,从事变电站电气试验的研究工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2016.02.024

2015-12-29 改回日期:2016-02-24

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