張寶金

（北京碧思特科技有限公司，北京100070）

0 引言

10 kV環(huán)網(wǎng)柜是配網(wǎng)系統(tǒng)中極其重要的電氣設(shè)備，它一般由負(fù)荷開關(guān)、熔斷器、母線排、接地開關(guān)、隔離開關(guān)、出線電纜及測(cè)量、控制、保護(hù)裝置、外殼和絕緣件等組成，其運(yùn)行狀態(tài)對(duì)配電網(wǎng)的運(yùn)行可靠性有重大影響[1]。有資料表明，我國10 kV等級(jí)開關(guān)事故中絕緣故障占有很大比重，絕緣故障潛伏期可能產(chǎn)生放電現(xiàn)象。環(huán)網(wǎng)柜結(jié)構(gòu)復(fù)雜，絕緣故障種類多，危害程度各不相同，因此，在檢測(cè)到異常信號(hào)后，正確評(píng)估危害，準(zhǔn)確定位，是指導(dǎo)停電檢修的關(guān)鍵，否則將給檢修工作帶來誤導(dǎo)，浪費(fèi)人力物力，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。

本文結(jié)合長(zhǎng)沙某環(huán)網(wǎng)柜局放檢測(cè)實(shí)例，介紹了環(huán)網(wǎng)柜的局放檢測(cè)方法、缺陷診斷和拆解檢修情況。

1 檢測(cè)方法

1.1 超聲波檢測(cè)

環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，隨著電荷的快速釋放和遷移，放電點(diǎn)周圍的電場(chǎng)力、機(jī)械應(yīng)力與粒子力失去平衡而產(chǎn)生振蕩，從而產(chǎn)生超聲波。超聲波局放檢測(cè)就是通過采集、處理和分析其激發(fā)出的超聲波信號(hào)，從而獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的一種狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)，也稱為聲發(fā)射法[2]。根據(jù)超聲波信號(hào)傳播途徑的不同，可分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。接觸式測(cè)量多用于變壓器、GIS等的局部放電測(cè)量；非接觸式測(cè)量多用于環(huán)網(wǎng)柜、絕緣子、套管等的局部放電測(cè)量，通過檢測(cè)空氣中的超聲波信號(hào)來實(shí)現(xiàn)局部放電缺陷檢測(cè)。具體而言，應(yīng)用超聲波技術(shù)檢測(cè)環(huán)網(wǎng)柜時(shí)，指向環(huán)網(wǎng)柜金屬封閉的縫隙處、母線通風(fēng)板處的縫隙、高壓電纜接頭箱的側(cè)面或底部通風(fēng)孔等部位，沿著縫隙檢測(cè)超聲波局放信號(hào)。超聲波檢測(cè)抗干擾能力強(qiáng)，能夠檢測(cè)電暈、松動(dòng)、懸浮放電等放電類型。

1.2 暫態(tài)地電壓檢測(cè)

當(dāng)環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，電場(chǎng)能量會(huì)向接地點(diǎn)相鄰的接地金屬部位聚集，在設(shè)備表面金屬上形成對(duì)地電流。放電是間斷性發(fā)生的，所以對(duì)地電流大小呈現(xiàn)不斷變化的趨勢(shì)。產(chǎn)生的電磁波會(huì)沿著金屬內(nèi)表面?zhèn)鞑ィ龅介_口、接縫、絕緣襯墊、蓋板處，傳到箱體外表面，同時(shí)產(chǎn)生電壓脈沖，通過設(shè)備箱體外表面?zhèn)鞯酱蟮亍＿@些電壓脈沖被命名為TEV（暫態(tài)對(duì)地電壓），使用特制的電容耦合式傳感器可以檢測(cè)到這個(gè)TEV信號(hào)[3]。暫態(tài)地電壓檢測(cè)對(duì)尖端、電暈、絕緣內(nèi)部缺陷檢測(cè)靈敏度較高。

2 檢測(cè)實(shí)例

2.1 發(fā)現(xiàn)缺陷

2017年4月，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)沙岳麓區(qū)某環(huán)網(wǎng)柜偶爾有跳閘現(xiàn)象，原因不明。運(yùn)維人員巡視時(shí)聽到該環(huán)網(wǎng)柜處有異常聲響，于是對(duì)其進(jìn)行局放檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)周圍環(huán)境溫度22℃，濕度81%，檢測(cè)儀器型號(hào)為HCPD-9209B?，F(xiàn)場(chǎng)照片如圖1（a）所示，檢測(cè)數(shù)據(jù)如表1所示，波形圖譜如圖2所示。

圖1 環(huán)網(wǎng)柜測(cè)試及拆解情況照片

表1 異常環(huán)網(wǎng)柜檢測(cè)數(shù)據(jù)

圖2 異常環(huán)網(wǎng)柜多周波模式超聲波形圖譜

2.2 分析診斷

從數(shù)據(jù)和波形圖可以看出，在柜體中下部區(qū)域超聲波信號(hào)明顯，50 Hz相關(guān)性小于100 Hz相關(guān)性，100 Hz相關(guān)性明顯，周期峰值顯著高于背景值；波形圖譜每個(gè)周期有兩組脈沖波形，波形形狀各不相同，幅值大小不一，一個(gè)半周出現(xiàn)的放電脈沖幅值較大，一個(gè)半周出現(xiàn)的放電脈沖幅值較小，具有典型沿面放電特征；暫態(tài)對(duì)地電壓未檢測(cè)到異常信號(hào)，初步判斷柜體內(nèi)存在沿面放電。結(jié)合內(nèi)部結(jié)構(gòu)，懷疑電纜T形接頭與穿墻套管連接處發(fā)生局部放電。根據(jù)《電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)規(guī)范（試行）》，當(dāng)超聲波局部放電檢測(cè)數(shù)值大于15 dB時(shí)屬于缺陷。超聲峰值最大值為21.8 dB，建議盡快停電檢修。

2.3 拆解驗(yàn)證

綜合分析結(jié)論，當(dāng)日對(duì)該環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)行緊急消缺，拆解驗(yàn)證。打開電纜室蓋板，如圖1（b）所示，發(fā)現(xiàn)柜體底部金屬銹蝕嚴(yán)重，柜內(nèi)潮氣較大，有凝露現(xiàn)象；拆下電纜T形頭，如圖1（c）所示，發(fā)現(xiàn)柜體中三相電纜T形頭與套管連接處有明顯沿面放電痕跡，絕緣表面白色粉末清晰可見。其中B相套管比較嚴(yán)重，絕緣已開裂，表面炭化痕跡明顯。

原因分析：環(huán)網(wǎng)柜為密封環(huán)境，空氣流通不暢，潮氣很難排出。如果電纜與套管連接處施工質(zhì)量欠佳，密封不嚴(yán)，潮氣就會(huì)進(jìn)入，導(dǎo)致連接處電場(chǎng)分布不均，某處電場(chǎng)強(qiáng)度過大，發(fā)生沿面局部放電，引起絕緣劣化。

解決辦法：更換新的穿墻套管和電纜T形頭后，進(jìn)行局放復(fù)測(cè)，未發(fā)現(xiàn)放電現(xiàn)象。

3 結(jié)語

局部放電檢測(cè)對(duì)于發(fā)現(xiàn)早期環(huán)網(wǎng)柜絕緣故障有著相當(dāng)重要的作用。檢測(cè)過程不停電、耗時(shí)短、效率高、安全可靠，時(shí)域多周波波形檢測(cè)功能的應(yīng)用，方便了局放類型識(shí)別，有利于排除現(xiàn)場(chǎng)干擾。對(duì)于地處潮濕區(qū)域的環(huán)網(wǎng)柜，建議采取有效手段驅(qū)除環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)潮氣，減少絕緣件表面水汽凝結(jié)可能導(dǎo)致的爬電和閃絡(luò)。建議加強(qiáng)對(duì)一線運(yùn)維人員的局放培訓(xùn)，建立合理的局部放電檢測(cè)計(jì)劃，從日常運(yùn)維、合理檢修等方面著手，減少環(huán)網(wǎng)柜絕緣故障發(fā)生，保障配網(wǎng)運(yùn)行安全。

[1]陳剛.聲電波檢測(cè)儀在10 kV開關(guān)柜局放檢測(cè)中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)，2010（7）：67-68.

[2]王少華，葉自強(qiáng)，梅冰笑.輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)及帶電檢測(cè)技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].高壓電器，2011，47（4）：84-90.

[3]丁薇，彭晶，寧威.35 kV開關(guān)柜局放帶電檢測(cè)[J].云南電力技術(shù)，2015（3）：117-119.