一起35 kV开关柜CT伞裙电晕放电故障分析

2022-01-12石惠承莫加辉

光源与照明 2021年6期

周迅，石惠承，莫加辉

国网嘉兴供电公司，浙江嘉兴 314000

0 引言

开关柜是变电站内重要的电力设备之一，是连接电网和电力用户间的纽带。开关柜控制着电能在电网和用户之间的传输，起到保护电网、隔离线路故障的作用[1-3]。目前，为了提高用户的用电质量和满意度，减少不必要的停电检修和非计划故障停电，电力公司提出状态评估和状态检修的方法，即在设备带电运行的情况下，对设备的状况进行评估和预判，解决故障于未然[4-5]。文章主要针对一起35 kV开关柜CT伞裙电晕放电故障进行分析和处理，以保障开关柜的正常运行。

1 缺陷发现过程

2021年4月29日，国网某省电力公司某供电公司试验班对某110 kV变电站35 kV开关柜进行超声波（AE）、暂态地电压（TEV）、特高频（UHF）局放联合带电测试，发现35 kV 3595寺黑开关柜存在幅值为42 dB的异常超声波信号，特高频放电信号幅值为41 dB，暂态地电压信号后柜下部位置检测到最大值为57 dB。

通过定位分析，最终判断信号来自开关柜后下部B相CT伞裙电晕、气隙放电。最后停电处理验证测试结论准确性。

开关柜为某银河电气设备有限公司生产，型号为KYN61-40.5，出厂日期为2005年11月。

2 检测分析方法

2.1 局放联合巡检

（1）超声波检测。检测发现35 kV 3595寺黑开关柜后下方缝隙处超声波信号异常，信号幅值达到42 dB。频率成分2＞频率成分1。相位图谱显示有两簇脉冲放电信号，波形图谱显示每个工频周期有两簇放电脉冲，具有明显的工频相关性，放电信号稳定。幅值、波形图谱如图1所示。

图1 幅值、波形图谱

（2）暂态地电压检测。通过检测，暂态地电压金属背景值为23 dB，整个高压开关柜暂态地电压检测值明显偏高，检测幅值在36～57 dB，在35 kV 3595寺黑开关柜后下测点位置达到最大值57 dB，暂态地电压判断为异常。

（3）特高频检测。使用华乘PDS-T90对35 kV 3595寺黑开关柜进行特高频测试，在前后观察窗处均检测到异常特高频信号。特高频PRPD/PRPS图谱和周期图谱如图2所示。其中，信号幅值为41 dB，特高频信号工频50 Hz相关性强，每个工频周期一大一小两簇信号，每簇信号幅值大小不一，初步判断为气隙放电。后续需要进行精确定位，确定放电信号的精确位置。

图2 特高频PRPD/PRPS图谱

2.2 特高频定位方法

使用华乘PDS-G1500设备，采用特高频时差定位法，对35 kV 3595寺黑开关柜存在的异常放电信号进行精确定位，查找放电源具体位置。

（1）局放信号类型的分析。特高频局放信号在示波器中的波形如图3所示。由此可知，一个工频周期（20 ms）出现脉冲分布宽度不同的两簇信号，信号出现的频率稳定，信号最大幅值达到292 mV，具有电晕放电、气隙放电特征。

图3 示波器波形图

（2）局放信号定位分析。第一，局放信号横向定位分析。横向定位传感器布置图及定位波形如图4所示。在图4（a）中，特高频传感器1放置在3595寺黑开关柜的后面板下部靠左侧缝隙处，传感器2放置在3595寺黑开关柜的后面板下部中间侧缝隙处。传感器位置及定位波形如图4（b），波形1与波形2起始沿时差为0，可知信号源距离两传感器距离相等，即位于两传感器连线的垂直平分面上，信号源横向所在平面位置如图中竖线所示。

图4 横向定位传感器布置图及定位波形

第二，局放信号垂直定位分析。纵向定位传感器布置图和定位波形如图5所示。分别将传感器1、传感器2放置在3595寺黑开关柜后面板中部、下部缝隙处，见图5（a）。图5（b）中，波形2超前波形1起始沿1.7 ns，可知信号到达传感器2距离较近，说明信号源位于两传感器中间所在的平面偏向传感器2一侧，通过特高频信号时差计算得知信号源高度距离地面40 cm附近，信号源纵向所在平面如图5（b）中横线所示。