一起开关柜带电测试异常分析与处理

苏同斐，王洪礼，李红刚

（国网山东省电力公司滨州供电公司，山东滨州256610）

一起开关柜带电测试异常分析与处理

苏同斐，王洪礼，李红刚

（国网山东省电力公司滨州供电公司，山东滨州256610）

随着带电检测技术的发展，通过暂态地电压及特高频检测可以及早发现并处理开关柜运行过程中的绝缘缺陷，确保设备安全运行。介绍一起开关柜带电测试异常，并针对异常情况进行分析，查找异常原因，描述处理过程，为今后异常情况的发现及消除提供参考。

开关柜；暂态地电压；超声；特高频

0 引言

随着封闭式开关柜的大量普及，开关柜运行过程中，能够通过有效测试手段及时发现异常、防止故障的发生显得尤为重要。现多采用暂态地电压（TEV）、超声局放和特高频局放测试的方式监测开关柜运行状况［1］，准确分析、判断测试异常信号，是确保检测效果的关键。

1 异常的发现及初步分析

1.1 异常情况描述

2015－05－12，对220 kV某变电站进行开关柜暂态地电压及特高频测试时，发现1号主变35 kV侧301断路器间隔开关柜存在相对幅值较大的TEV及特高频局放信号，且在开关柜后上部检测到的幅值比中下部的幅值要高，初步判断局放源在开关柜母线室内。7月16日和10月30日对其进行复测，局放源定位在1号主变35 kV侧室内过桥母线柜内靠近穿柜套管处。

1.2 异常原因分析

1）初测异常分析。

初测开关柜各项数据如图1～4所示。由图1可以看出，特高频信号幅值较大，且放电脉冲发生在第二和第四象限；由图2知超声波局放检测无异常；该站高压室内背景45 dB，从图3中可以看到1号主变301开关柜暂态地电压数据达到满量程60 dB，与背景值之间互差为15 dB；从图4中可以看到301开关柜前中、后上和后中位置均达到60 dB。

图1 1号主变301开关柜PRPS及PRPD图谱

图2 1号主变301开关柜超声测试图谱

图3 开关柜室内地电波测试数据

图4 1号主变301开关柜地电波测试数据

鉴于以上测试结果，建议对该开关柜加强关注，缩短巡检周期，并观察检测幅值的变化规律。

2）7月16日复测情况。

2015－07－16，对301开关柜进行复测。在使用特高频复测时，信号依然保持着高幅值，开关柜后上部观察窗处信号增大，通过现场移动不同位置检测，最大放电信号源靠近1号主变室内过桥母线位置，放电脉冲此次出现在电压周期的第一和第三象限。

用超声波仪器所配耳机能够听到较明显的声音，其测试图谱有效值和周期最大值较高，周期最大值达到14.8 mV，且50 Hz、100 Hz相关性同时存在，50 Hz相关性大于100 Hz相关性。

测量高压室内暂态地电压，1号主变301开关柜前中、后上位置依然达到60 dB，且开关柜后面能够听到较大的连续的放电声音。

通过复测，特高频信号出现想先发生变化，且现场测试出现超声信号，试验人员初步判断开关柜内存在沿面放电，为进一步确定放信号需再次复测核实。

3）10月30日复测情况。

2015－10－30，试验人员对35 kV高压开关柜进行带电测试复测，发现现场35 kV 1号主变301开关柜后面依然存在明显的连续放电声音，特高频和超声波检测异常信号依然存在。

采用特高频检测，最大放电信号源靠近1号主变室内过桥母线位置（即图5所示检测位置）。1号主变35 kV侧301开关柜特高频信号特征明显，放电脉冲保持在电压周期的第一和第三象限，但两个相位段的放电特征不对称，放电分散性较大，放电时间间隔不稳定，极性效应不明显，初步分析为1号主变35 kV侧301开关柜内部存在沿面放电。

图5 检测位置

超声测试有效值和周期最大值较高，周期最大值升至15.6 mV，且50 Hz和100 Hz相关性同时存在。

暂态地电压测试时，1号主变301开关柜前中及后上处暂态地电压数据依然达到满量程60 dB。

综合两次复测情况，初步确定开关柜符合沿面放电特征，认为局部放电的产生原因可能为：开关柜内绝缘部件表面积污或受潮；绝缘部件爬距不足或安装的绝缘间隙不够；柜内绝缘部件（包括绝缘支柱、穿墙套管、传柜套管等）制造装配质量或安装工艺不良。确认需停电处理异常。

2 处理情况

对该间隔进行停电处理，将35 kV 1号主变室内母线桥柜体侧面板打开，进行检查，发现1号主变35 kV室内母线桥开关柜内脏污严重，绝缘子和母线上附着了大量的尘土，如图6所示。开关柜内部放电痕迹及划伤痕迹如图7所示。

图6 开关柜内脏污严重

经检查35 kV绝缘支柱、穿墙套管和穿柜套管表面，未发现有放电痕迹。三相铜排之间安装了4块绝缘隔板，材质为环氧树脂，厚度为5 mm，绝缘隔板上污秽严重，绝缘隔板表面有大量的放电的黑色痕迹（见图7中红色标注部分），B相搭接盒靠近C相侧有明显的放电黑斑痕（图7（b）中红色标注部分），且绝缘隔板表面大面积出现爆皮现象，并有划伤痕迹（图7中黄色标注位置）。

图7 绝缘隔板情况

拆除1号主变35 kV侧连接引线后，对35 kV过桥母线进行耐压试验，主要考验35 kV绝缘支柱、穿墙套管和穿柜套管的绝缘情况，在试验电压95 kV下未发生放电闪络现象，证明这些部分没有绝缘问题。分别对相间4块绝缘隔板进行交流耐压试验，其中B相和C相之间绝缘隔板在电压升至48 kV时发生击穿现象，证明绝缘隔板存在绝缘缺陷［2］。经更换后恢复送电。

3 原因分析

现场打开开关柜后，观察内部带电体与绝缘隔板的距离，发现带电体与绝缘隔板距离最大为50 mm，边相甚至接近绝缘隔板，这违反标准规定的“带电体与绝缘板之间的最小空气间隙应不小于60 mm”［3］。35 kV室内母线桥设计不合理，使绝缘距离不足，直接导致带电体对受污染的绝缘隔板放电，产生相应放电信号，是本次异常的根本原因。

同时，根据现场开关柜所处环境，大量粉尘等污秽物易附着于母线上，造成内部件绝缘水平降低。开关柜的绝缘隔板采用环氧树脂板［4］加工而成，其憎水性能差、不阻燃，是一种极性介质。在潮湿及表面脏污的情况下，表面电导将显著增大，当电场强度达到一定数值时，就会发生局部闪络，闪络会加快该处绝缘的劣化，直到发生沿面闪络，也促进了本次异常的发生。

4 结语

在开关柜运行过程中，特高频、超声和暂态地电压检测能够及时发现开关柜内部沿面放电异常，若发生特高频及暂态地电压异常情况，应缩短周期多次跟踪监测，考虑开关柜所处环境及内部结构，综合分析故障原因，以便找到故障根源并进行处理，以免影响电网安全运行。同时，在开关柜验收投运时，应按照验收标准考察开关柜本身设计情况，着重注意带电体部位与绝缘隔板之间的距离，确保设备合格投运。

［1］徐焰.开关柜局部放电暂态对地电压检测技术［J］.供用电，2011，28（1）：62-64.

［2］国家能源局.电力安全工器具预防性试验规程：DL/T 1476—2015［S］.北京：中国电力出版社.

［3］电力行业高压开关设备标准化技术委员会.3.6～40.5 kV交流金属封闭开关设备和控制设备：DL/T 404—2007［S］.北京：中国电力出版社.

［4］王隽.中压开关柜绝缘方式和绝缘事故分析［J］.绝缘材料，2008，41（3）：15-17.

Analysis and Treatments of an Abnormal On-line Detection of Switchgears

SU Tongfei，WANG Hongli，LI Honggang
（State Grid Binzhou Power Supply Company，Binzhou 256610，China）

With the development of live detection technology，the insulation defects of switchgear during operation can be found and dealt with as soon as possible through the transient earth voltage test and the ultra-high frequency detection to ensure the safe operation of the equipment.An abnormal online test of the switchgear is introduced and analyzed，and some treatments are provided，which can provide references for similar situations.

switch cabinet；transient earth voltage；ultraphonic；ultra-high frequency

TM403.4

B

1007－9904（2017）05－0075－03

2016-12-28

苏同斐（1987），女，从事电气试验及变电状态评价工作。