帶電檢測(cè)技術(shù)在一起750 kV GCB缺陷診斷中的應(yīng)用

公多虎劉剛孫帆

(新疆電力公司電力科學(xué)研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

摘要：目前帶電檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于全疆輸變電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)及檢修試驗(yàn)中，取得了很好的效果。哈鄭直流750 kV調(diào)試期間，750 kV煙墩變電站煙天二線7512 C相SF6罐式斷路器(GCB)疑似缺陷的發(fā)現(xiàn)、跟蹤及確診過程中，帶電檢測(cè)技術(shù)發(fā)揮了重大作用，現(xiàn)對(duì)采用的檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用過程做一介紹。

關(guān)鍵詞：帶電檢測(cè)；斷路器；缺陷

收稿日期:2015-05-08

作者簡(jiǎn)介：公多虎(1986—)，男，甘肅高臺(tái)人，助理工程師，從事開關(guān)設(shè)備試驗(yàn)、評(píng)價(jià)、缺陷診斷及事故分析等工作。

0引言

自狀態(tài)檢修開展以來，帶電檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于全疆輸變電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)及檢修試驗(yàn)中，取得了很好的效果。哈鄭直流750 kV調(diào)試期間，利用超聲波帶電檢測(cè)、超高頻帶電檢測(cè)、SF6氣體分解物的綜合分析，發(fā)現(xiàn)、跟蹤并確診750 kV煙墩變電站煙天二線7512 C相斷路器缺陷。

1各帶電檢測(cè)方法綜述

1.1超聲波局部放電檢測(cè)

GCB內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，氣體間分子發(fā)生劇烈碰撞，瞬間形成一種壓力，產(chǎn)生超聲波脈沖，以聲波的形式向四周傳播，當(dāng)該波到達(dá)金屬外殼的交界面時(shí)，一部分被傳導(dǎo)，一部分被反射。在有金屬顆粒的情況下，金屬粒子在電場(chǎng)作用下跳動(dòng)，碰撞外壁，也會(huì)產(chǎn)生聲波。超聲波局部放電檢測(cè)的方法就是將超聲傳感器置于GCB罐體的外殼上，檢測(cè)GCB中局部放電產(chǎn)生的這種聲波信號(hào)。

超聲波局放檢測(cè)頻率測(cè)量范圍通常在20～100 kHz，可以較好地濾除干擾信號(hào)以獲得很好的信噪比，因此具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力。但超聲波信號(hào)通過空氣和絕緣子傳播時(shí)衰減很快，對(duì)于微小局部放電的微弱超聲信號(hào)，超聲波檢測(cè)方法靈敏度較低。因此，該檢測(cè)方法對(duì)自由金屬顆粒、金屬尖端、懸浮電位等缺陷有較高的靈敏度，但無法檢測(cè)盆式絕緣子內(nèi)氣隙及絕緣子表面顆粒等缺陷引起的局部放電。

7512斷路器C相超聲波局放測(cè)試連續(xù)圖譜如圖1所示，局放連續(xù)模式峰值幅值在25 mV左右，基本排除盆式絕緣子等絕緣件內(nèi)部缺陷；脈沖檢測(cè)模式未呈現(xiàn)明顯脈沖，可排除顆粒放電；且7512 C相連續(xù)模式100 Hz相關(guān)性為0.5 mV，可以基本認(rèn)定缺陷類型為懸浮類局部放電。接下來在確定缺陷位置時(shí)對(duì)罐體外部15個(gè)點(diǎn)分別進(jìn)行了超聲局放測(cè)試，基本確定線路側(cè)罐體上部超聲局放幅值最大，向周圍遞減。至此，可以初步診斷7512 C相斷路器為導(dǎo)體位置的放電，放電源在罐體線路側(cè)上部。

圖1　7512斷路器C相超聲波局放測(cè)試連續(xù)圖譜

1.2氣體分解物檢測(cè)

GCB設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生局部放電時(shí)，隨著溫度升高，SF6氣體將發(fā)生分解，并與發(fā)生局放部位的絕緣介質(zhì)或金屬產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成不同類型的裂解產(chǎn)物，可通過檢測(cè)裂解中產(chǎn)生的不同氣體成分來判斷絕緣缺陷類型。在7512 C相斷路器缺陷發(fā)現(xiàn)、跟蹤、確診階段，利用SF6分解物檢測(cè)始終未發(fā)現(xiàn)異常氣體分解物。一來可能放電量較小，能量不足以使SF6氣體分解；二來在GCB罐體內(nèi)部一般放置了相當(dāng)數(shù)量的吸附劑，這些吸附劑能有效吸附水分和SF6氣體分解物，給試圖通過檢測(cè)分解物來診斷設(shè)備運(yùn)行狀況帶來困難。

1.3超高頻局部放電檢測(cè)

超高頻法是最近幾年開始廣泛使用的一種局放檢測(cè)方法。其原理是在GIS中，局放脈沖電流信號(hào)具有很陡的上升沿(ps級(jí))，可以向周圍輻射出高達(dá)3 GHz的電磁波信號(hào)。電磁波傳播時(shí)，不僅以橫向電磁波(TEM)形式傳播，而且還會(huì)建立高次橫波(TE)和橫波(TM)。該檢測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)是抗電磁干擾能力強(qiáng)、靈敏度高，缺點(diǎn)是與傳統(tǒng)脈沖電流法相比，無法對(duì)局部放電進(jìn)行放電量大小的標(biāo)定。

采用超高頻測(cè)試對(duì)7512 C相斷路器的缺陷定位非常有效。放電源持續(xù)放出高頻放電脈沖信號(hào)，通過不斷調(diào)整超高頻信號(hào)接收器的位置，利用超高頻信號(hào)的時(shí)域計(jì)算，發(fā)現(xiàn)局放信號(hào)在CT上沿偏下的位置達(dá)到了第一次同步且信號(hào)較強(qiáng)；同時(shí)還有一個(gè)較弱的局部放電信號(hào)在離套管法蘭盤之上1.2 m的位置達(dá)到了第二次同步。根據(jù)罐式斷路器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，第一個(gè)信號(hào)源對(duì)應(yīng)絕緣支撐件的位置，局部放電信號(hào)是從法蘭盤結(jié)合的密封圈逸出的，第二個(gè)較弱的信號(hào)來自屏蔽筒底部，因屏蔽筒為鋁合金閉合筒，無信號(hào)逸出，此放電信號(hào)是從屏蔽筒頂部與套管結(jié)合部位逸出。通過超高頻測(cè)試，基本確定了7512 C相斷路器缺陷的位置。

2缺陷設(shè)備解體與驗(yàn)證

通過各項(xiàng)帶電檢測(cè)方法的綜合分析判斷，認(rèn)定7512 C相斷路器缺陷情況較嚴(yán)重，對(duì)750 kV煙天二線7512 C相斷路器停電后進(jìn)行線路側(cè)套管更換，現(xiàn)場(chǎng)拆除的舊套管內(nèi)屏蔽筒底部均壓環(huán)有明顯放電痕跡(圖2)，放電點(diǎn)位于套管CT上沿向下20～30 cm處，與帶電檢測(cè)結(jié)論一致。

3結(jié)語

750 kV煙墩變電站煙天二線7512 C相

圖2　7512斷路器C相套管內(nèi)屏蔽筒底部放電痕跡

SF6罐式斷路器疑似缺陷的發(fā)現(xiàn)、跟蹤及確診，說明了一個(gè)缺陷的確診可能要綜合利用多種帶電檢測(cè)方法進(jìn)行綜合分析，必要時(shí)進(jìn)行停電試驗(yàn)。在運(yùn)行過程中應(yīng)嚴(yán)格按照周期開展帶電檢測(cè)，積累數(shù)據(jù)，提高帶電檢測(cè)水平，這是輸變電設(shè)備安全運(yùn)行的有力保障。

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