摘要：開(kāi)關(guān)柜的安全可靠運(yùn)行直接影響變電站的供電可靠性，對(duì)開(kāi)關(guān)柜局部放電的診斷分析顯得尤為重要。本文以某35kV開(kāi)關(guān)柜為例，分析開(kāi)關(guān)柜局部放電信號(hào)產(chǎn)生的原因，通過(guò)停電檢查、分析檢修存在的薄弱環(huán)節(jié)、以及對(duì)開(kāi)關(guān)柜開(kāi)展模擬運(yùn)行電壓下的局部放電檢測(cè)，最終查找出局部放電信號(hào)源的具體位置。
        關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)柜；局部放電；檢修；分析
        

        開(kāi)關(guān)柜在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，其運(yùn)行可靠性直接關(guān)系到供電質(zhì)量和可靠程度。然而，開(kāi)關(guān)柜在運(yùn)行過(guò)程中常會(huì)出現(xiàn)絕緣受潮、老化及表面臟污等因素，形成局部放電，使得絕緣故障成為了開(kāi)關(guān)柜故障的主要原因之一。因此，及時(shí)檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜中的局部放電缺陷，降低開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行中的絕緣缺陷，對(duì)于保障電力可靠安全運(yùn)行有著重大意義。鑒于此，本文針對(duì)某35kV開(kāi)關(guān)柜在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)存在其局放信號(hào)的情況，分析檢修過(guò)程存在的薄弱環(huán)節(jié)，提出了一種提高開(kāi)關(guān)柜絕緣缺陷診斷能力的方法。
        1.開(kāi)關(guān)柜局放檢測(cè)和定位
        在對(duì)某35kV開(kāi)關(guān)柜帶電檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其暫態(tài)地電壓和超聲局部放電數(shù)值超標(biāo)，部分檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
        電壓局放信號(hào)有效值28dB，明顯大于背景值，且不符合《電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》要求的小于20dB的要求；#3電容開(kāi)關(guān)柜超聲局放有效值16dB，明顯大于背景值，且不符合《電力設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》要求的小于8dB的要求。將#3電容開(kāi)關(guān)柜局放量與其它開(kāi)關(guān)柜的進(jìn)行橫向比較，其局放量較其它開(kāi)關(guān)柜的局放量大；將#3電容開(kāi)關(guān)柜局放量與去年檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行縱向比較，其局放量較去年的數(shù)值（-3dB）顯著增大。此外，局放信號(hào)從#3電容開(kāi)關(guān)間隔向兩側(cè)間隔不斷衰減。由超聲強(qiáng)度幅值定位原理可知，開(kāi)關(guān)柜內(nèi)的局放信號(hào)源位于#3電容開(kāi)關(guān)間隔內(nèi)。#3電容開(kāi)關(guān)柜存在頻率成分1和頻率成分2局部放電信號(hào)，可以判斷#3電容開(kāi)關(guān)柜內(nèi)可能同時(shí)存在懸浮電位放電和尖端放電。受檢測(cè)技術(shù)條件限制，還不能確定局放信號(hào)源的具體部位。
        2.停電檢查及試驗(yàn)
        為進(jìn)一步查找局部放電源的位置，對(duì)I段母線的所有間隔進(jìn)行停電檢查。檢修人員打開(kāi)各個(gè)間隔柜門進(jìn)行檢查，未能找到明顯的放電痕跡，未發(fā)現(xiàn)絕緣有受潮跡象，未能找到局放部位。
        試驗(yàn)人員對(duì)開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)備進(jìn)行以下電氣試驗(yàn)：（1）絕緣電阻試驗(yàn)。對(duì)停電間隔的電氣設(shè)備進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)，絕緣電阻阻值均大于3000MΩ，符合狀態(tài)檢修規(guī)程要求。（2）外施交流耐壓。對(duì)35kV手車開(kāi)關(guān)進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)有放電現(xiàn)象；對(duì)母線進(jìn)行耐壓，從#4電容器開(kāi)關(guān)間隔上端靜觸頭對(duì)I段母線進(jìn)行加壓，依次對(duì)A、B、C三相母線進(jìn)行加壓至76kV（交接試驗(yàn)電壓95kV的80%），隨著試驗(yàn)電壓的升高，試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)空氣游離的聲音越來(lái)越大，除此之外，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員未聽(tīng)到其它異常放電聲音，三相母線在耐壓過(guò)程中均未出現(xiàn)絕緣擊穿現(xiàn)象。至此，檢修、試驗(yàn)人員均未能找到局部放電位置。
        3.檢修過(guò)程薄弱環(huán)節(jié)分析
        針對(duì)上述常規(guī)的檢修試驗(yàn)方法未能找到局部放電源位置的現(xiàn)象進(jìn)行分析，存在兩種原因：（1）經(jīng)過(guò)剛才檢修人員入柜檢查后，將可能懸掛的細(xì)小異物碰落，或者某些松動(dòng)部位已接觸可靠，導(dǎo)致放電現(xiàn)象消失；（2）局部放電聲音較小，淹沒(méi)在耐壓過(guò)程中的空氣游離聲音中，人耳無(wú)法分辨出來(lái)。檢修試驗(yàn)人員的工作經(jīng)驗(yàn)和水平對(duì)檢修起著決定性作用，這是平常開(kāi)關(guān)柜絕緣檢修的薄弱環(huán)節(jié)。從絕緣件耐壓結(jié)論是否合格的評(píng)價(jià)指標(biāo)分析這個(gè)薄弱環(huán)節(jié)的產(chǎn)生原因。通常判斷耐壓試驗(yàn)是否合格的評(píng)價(jià)指標(biāo)有三個(gè)：（1）絕緣件耐壓過(guò)程中無(wú)擊穿；（2）耐壓前后絕緣電阻無(wú)明顯變化；（3）耐壓過(guò)程中無(wú)產(chǎn)生異常放電聲音。對(duì)于第一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，耐壓過(guò)程中可以通過(guò)加壓控制設(shè)備有無(wú)過(guò)流保護(hù)動(dòng)作和人眼觀察絕緣件有無(wú)放電擊穿進(jìn)行直觀判斷。對(duì)于第二個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，耐壓前后進(jìn)行絕緣電阻試驗(yàn)可以得出具體的絕緣電阻數(shù)值，可以較為直觀地進(jìn)行判斷。對(duì)于第三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，由于耐壓過(guò)程中伴隨著被試設(shè)備和高壓引線等在高壓下均會(huì)使附近空氣游離產(chǎn)生放電聲，因此需要憑試驗(yàn)人員的工作經(jīng)驗(yàn)和水平來(lái)區(qū)分局部放電聲和空氣游離聲音，存在薄弱點(diǎn)。
        4.模擬運(yùn)行電壓局放試驗(yàn)及原因分析
        4.1模擬運(yùn)行電壓局放檢測(cè)和定位
        為進(jìn)一步查找局部放電源位置，避免設(shè)備帶著絕緣缺陷投入運(yùn)行，本文采用無(wú)局放試驗(yàn)變壓器等無(wú)局放設(shè)備對(duì)Ⅰ段母線加壓至運(yùn)行電壓，模擬母線運(yùn)行中的狀態(tài)，以再次進(jìn)行超聲局部放電檢測(cè)。為保障試驗(yàn)人員安全，將開(kāi)關(guān)柜后柜門封閉。再?gòu)?4電容器開(kāi)關(guān)間隔上端靜觸頭對(duì)Ⅰ段母線進(jìn)行加壓，依次對(duì)A、B、C三相母線進(jìn)行加壓，非加壓的人員在20kV（運(yùn)行中的相電壓）和35kV（運(yùn)行中的線電壓）各進(jìn)行非接觸式的超聲局放檢測(cè)。為保持足夠安全距離，超過(guò)35kV電壓時(shí)人員不得靠近開(kāi)關(guān)柜。對(duì)A相、C相進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，檢測(cè)到的超聲局部放電數(shù)值為背景值，無(wú)異常；對(duì)B相進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，檢測(cè)到的超聲局放信號(hào)異常，數(shù)值如表2所示。
        由表2可知，B相在加壓至20kV和35kV時(shí)，#3電容器開(kāi)關(guān)超聲局放信號(hào)分別為13dB和18dB，數(shù)值超標(biāo)。
        再次打開(kāi)#3電容器開(kāi)關(guān)柜后柜門進(jìn)行檢查，憑借手電筒的燈光發(fā)現(xiàn)B相母線與絕緣套筒連接的一個(gè)等電位環(huán)存在銹蝕現(xiàn)象。由于等電位環(huán)銹蝕部位正好是與絕緣套筒金屬壁連接處，不易被發(fā)現(xiàn)。更換等電位環(huán)后，再次采用無(wú)局放變壓器對(duì)B相母線進(jìn)行加壓試驗(yàn)，在20kV和35kV電壓下，#3電容器開(kāi)關(guān)間隔的超聲局放信號(hào)消失，其它間隔超聲局放檢測(cè)也均數(shù)據(jù)正常。因此，表明該等電位環(huán)為運(yùn)行中的局部放電信號(hào)源。再次對(duì)母線進(jìn)行76kV交流耐壓，耐壓合格。
        4.2局部放電原因分析
        由于等電位環(huán)銹蝕，銹蝕部位表面粗糙，導(dǎo)致運(yùn)行中產(chǎn)生尖端放電；此外，等電位環(huán)銹蝕部位正好是與母線絕緣套筒金屬壁連接部位，導(dǎo)致等電位環(huán)與絕緣套筒金屬壁兩者之間接觸不良，存在虛接，運(yùn)行中產(chǎn)生懸浮電位放電。
        由于等電位環(huán)與母線絕緣套筒金屬壁通過(guò)銹蝕部位連接，兩者未完全斷開(kāi)，因此在耐壓的過(guò)程中放電聲音不大，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員未能聽(tīng)到明顯的異常聲響，未能憑人耳準(zhǔn)確分辨空氣的游離聲音和該等電位環(huán)處的放電聲音。
        5.結(jié)語(yǔ)
        總而言之，開(kāi)關(guān)柜屬密封式設(shè)備，其運(yùn)行狀況存在問(wèn)題不能直觀地發(fā)現(xiàn)，這就需要監(jiān)測(cè)手段來(lái)分析判斷，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷并準(zhǔn)確定位，并及時(shí)排除故障，保證開(kāi)關(guān)柜處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。在本研究中，通過(guò)對(duì)停電的開(kāi)關(guān)柜開(kāi)展模擬運(yùn)行電壓下的局部放電檢測(cè)，最終發(fā)現(xiàn)等電位環(huán)的銹蝕，與母線絕緣套筒金屬壁連接不可靠，是局部放電的產(chǎn)生原因。實(shí)踐表明：該方法有助于開(kāi)關(guān)柜絕緣缺陷的診斷和定位，提高了對(duì)絕緣缺陷部位的查找定位能力、以及開(kāi)關(guān)柜絕緣缺陷的檢修質(zhì)量。