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摘要：本文通过实际工作经验形成了一种35kV开关柜类设备局放检测的综合检测流程，并应用此流程采用多种检测手段准确判断某750kV变电站35kV开关柜局放故障，并进行定位、解体及处理。同时，针对此类在开关柜类设备中具有普遍代表性局放部位，提出了解决策略，有效地避免因局放而发生的事故。
关键词：局放超声波特高频暂态地电压
引言
随着状态检修的工作的不断推进，带电检测技术逐渐成为对设备进行故障预防及诊断的一种行之有效的技术手段。带电检测技术是通过设备故障发生前或者是发生时产生的“热、声、光、电、水、气”等现象为依据来进行检测。针对不同现象相应出现了红外成像检测、超声波局放检测[1]、紫外成像检测、特高频局放检测[2]、暂态地电压局放检测[3]、油色谱技术及SF6气体状态检测等局放故障检测技术。针对开关柜类设备则主要采用暂态地电压、超声波及特高频等局放检测手段。
1开关柜类设备带电检测技术
1.1特高频局放检测技术
电力设备内发生局部放电时的电流脉冲能在内部激励频率高达数吉赫兹的电磁波，特高频局放检测技术就是通过检测这种电磁波信号来实现局部放电检测的。特高频法检测频段能达到300～3000MHz，具有抗干扰能力强、检测灵敏度高、便于识别各种缺陷类型等优点，可用于电力设备局部放电缺陷的检测、定位和故障类型识别。
1.2超声波局放检测技术
超声波局放检测技术是指通过对电力设备发生局部放电是产生的超声波信号进行采集、处理和分析来获取设备运行状态的一种状态检测技术。该方法的特点是传感器与电力设备的电气回路无任何联系，不受电气方面的干扰，但在现场使用时一首周围环境噪声或设备机械振动的影响。同时，由于超声波在传播过程中有很强的方向性，因此便于实现放点定位。
1.3暂态地电压局放检测技术
电力设备内部局部放电脉冲激发的电磁波在设备金属客体上产生的一个瞬时对地电压被称为暂态地电压。暂态地电压局放检测则是利用检测这一信号来判断设备内部绝缘状态。经试验表明，该技术对尖端放电和绝缘子内部放电比较敏感，而对沿面放电、绝缘子表面放电不敏感，故在实际应用中常与其他检测手段配合使用。
1.4紫外成像检测
紫外线是电磁波谱中波长100～400nm辐射的总称，是位于日光高能区的不可见光线，当设备产生放电时，空气中的氮气电离，产生臭氧和微量的硝酸，同时辐射出光波、声及紫外线等。紫外成像检测技术是通检测设备故障产生于太阳盲区紫外光分量来判断设备局放状况的一种检测手段，其灵敏度、分辨率和抗干扰能力都很好。
1.5综合检测
以上局放检测技术各有优缺点：特高频易受到外部干扰，超声波检测对绝缘内部缺陷不敏感，暂态地电压不能区分缺陷类型，紫外成像检测必须得直对被检部位，故现场实际检测工作中通常需要多种手段结合进行检测。
（1）首先采用超声波、特高频、暂态地电压技术分别对各个开关柜进行检测，任一检测手段检测出异常信号都应采用三种方法综合判断。
（2）然后进行综合定位，并通过判断出的缺陷类型来初步判断放电源部位及原因。
（3）在条件允许时可解锁柜门进行紫外、红外检测，或是停电加压后进行检测，这样可以更为直观的发现故障点。
2某35kV开关柜局放综合诊断及分析
2.1暂态地电压局放检测
表1暂态地电压局放测试数据
如上表所示，暂态地电压数据在14dB～16dB范围内波动，暂态地电压幅值未超过20dB，与背景值接近，故35kV开关柜暂态地电压正常。
2.2超声波局放测试
对该变电站35kV高压室内的开关柜进行超声波信号普测，未检测到明显的超声局放信号，现场超声波检测图谱如图1：
图2特高频PRPD-PRPS
如图2所示特高频PRPD/PRPS及周期图谱可见一个工频周期内出现两簇明显脉冲信号，工频相关性强，幅值为56dB，初步判断放电类型为悬浮电位及绝缘放电，需使用定位设备对该开关柜进一步定性分析，并追踪信号的来源。
2.4局放源定位
1）采用定位设备对局放类型分析
采用上海华乘PDS-G1500对故障信号进行采集，如图3所示：示波器10ms波形图一个工频周期（20ms）内稳定出现脉冲信号，偶尔有幅值较小的脉冲信号出现，综合判断具有悬浮电位及绝缘放电类型，其幅值最大为1.06V，幅值较大。
图310ms示波器波形图
2）局放信号定位分析
检测人员根据时差法进行柜内柜外、水平方向、垂直方向及深度方向的局放源定位，通过检测发现局放源位置位于开关柜下部柜体中上部BC相之间，深度在柜体中间偏向柜前4.5cm左右位置，结合开关柜结构判断放电源可能位于BC相之间的穿屏套管附近，如图4所示：
图4局放源定位图
4解体检查结果、分析及处理
根据以上检测结果可以判断，该开关柜存在局部放电现象，通过定位初步判断局放源可能位于BC相之间的穿屏套管附近，经过申请后停电后对该开关柜进行解体印证并处理。
4.1解体结果及分析
（1）悬浮及绝缘类故障部位
解体后发现穿柜套管与母线引下线间存在明显的放电痕迹，对其加运行电压后用紫外成像仪进行观测，可发现明显放电点。据统计，该类型局放现象在变电站中时有发生，在运行一段时间的设备中具有普遍性，究其原因，多为以下几点：
1）绝缘套管内铝制夹件的一端与母钱引下线之间存在微小间隙，若夹件表面光滑度存在瑕疵，很容易在夹件局部形成较强的悬浮电位，进而形成局部放电。
2）母线引下线表面热缩套也存在微小破损，会引起局部电场不均匀，进而引起局放。
3）穿柜套管积尘严重，湿气过重时可能发生局部放电现场。
（2）尖端放电故障部位
该处局放位于开关柜静触头金属垫板拐角处，放电原因系开关柜静触头金属垫板拐角过尖，同类型设备也有此情况。
4.2缺陷处理及后续整治
1）对其绝缘套管内铝制夹件进行重新安装、紧固，对柜内灰尘进行清理，对母线热缩套进行检查恢复。
2）对该设备静触头金属垫板拐角进行导角处理，消除其尖端。
3）针对此两类具有代表性的故障结合检修计划进行专项整治。
5结论
本文通过实际工作经验形成了一种35kV开关柜类设备局放检测的综合检测流程，并应用此流程采用多种检测手段准确判断某750kV变电站35kV开关柜局放故障，并进行定位、解体及处理。同时，针对此类在开关柜类设备中具有普遍代表性局放部位，提出了解决策略，有效地避免因局放而发生的事故。
参考文献
[1]王培义等.开关柜局部放电超声波在线检测技的应用[J].河北电力技术,2010,29(6):26-46.
[2]唐炬，朱伟，孙才新，等.GIS局部放电的超高频检测[J].高电压技术,2003,29(12):22-23.
[3]杨柳，张显聪等.110kV玉树站高压开关柜局部放电综合诊断与分析[J].技术与应用,2014,2:72-76.