純瓷穿墻套管局部放電檢測技術的應用

王景明 武俊杰 張東 趙萬菊

摘 要：文章介紹了穿墻套管局部放電檢測技術。根據(jù)局部放電的現(xiàn)象和純瓷穿墻套管結構的特點，結合案例介紹了一種有效的局部放電檢測技術以及在實際中的應用效果和注意事項。

關鍵詞：穿墻套管；超聲；局部放電

引言

絕緣技術是電力系統(tǒng)高壓一次設備的基本技術問題之一。為保障高壓導體與地之間有足夠的絕緣強度，通常可分別選擇空氣、油及SF6氣體等作為絕緣介質(zhì)。絕緣介質(zhì)處理工藝的好壞或運行過程中絕緣受潮、老化等均會影響到設備的整體壽命，局部放電是產(chǎn)生這一類問題的征兆，因此，開展局部放電帶電檢測有利于掌握設備的絕緣狀態(tài)，將事故隱患消除在萌芽狀態(tài)。掌握局部放電的基本特征、有針對性采用相應檢測技術，是能夠有效發(fā)現(xiàn)問題的基礎。能進一步加強設備絕緣狀態(tài)檢測，提高設備運行的可靠性。

純瓷穿墻套管是由瓷件、導電桿、兩端金屬附件及安裝法蘭裝配而成。安裝在墻壁上的穿墻套管可以選擇超聲局部放電檢測儀器進行測量，文章對UP9000和TEV儀器的基本原理進行了介紹，并結合案例進行實際應用，以期為現(xiàn)場測試人員提供一定的參考。

1 穿墻套管局部放電檢測技術

1.1 局部放電

局部放電現(xiàn)象，主要指的是高壓電氣設備。電力設備絕緣在足夠強的電場作用下局部范圍內(nèi)發(fā)生的放電。這種放電以僅造成導體間的絕緣局部短（路橋）接而不形成導電通道為限。每一次局部放電對絕緣介質(zhì)都會有一些影響，輕微的局部放電對電力設備絕緣的影響較小，絕緣強度的下降較慢；而強烈的局部放電，則會使絕緣強度很快下降。這是使高壓電力設備絕緣損壞的一個重要因素。因此，設計高壓電力設備絕緣時，要考慮在長期工作電壓的作用下，不允許絕緣結構內(nèi)發(fā)生較強烈的局部放電。對運行中的設備要加強監(jiān)測，當局部放電超過一定程度時，應將設備退出運行，進行檢修或更換。

1.2 儀器簡介

Ultraprobe 9000可以把接收到的超聲波信號轉化成可聽的聲音信號。這種可聽的信號可以用耳機收聽，也可以儲存下來供其它人員使用。超聲局部放電檢測技術是指檢測頻率介于20kHz-100kHz區(qū)間的聲信號，并對檢測的信號進行分析、判斷的一種技術[1]。它對空氣絕緣設備的電暈、爬電、電弧、較強的局部放電比較有效。

1.3 暫態(tài)地電壓測試原理

當開關柜內(nèi)發(fā)生局部放電時，根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，將產(chǎn)生電磁波，受集膚效應的影響，這些電磁波會轉移到柜體的金屬鎧裝上，同時產(chǎn)生一個暫態(tài)地電壓，暫態(tài)地電壓的持續(xù)時間約為幾十納秒，幅值一般在幾十毫伏到幾伏之間。在金屬箱體的接縫處或絕緣連接處，電磁波會傳播到外表面，電磁波上升沿碰到金屬外表面，產(chǎn)生暫態(tài)對地電壓[2]，簡稱TEV。采用容性傳感器可非常靈敏的檢測到柜體表面的暫態(tài)地電壓。

2 局部放電檢測技術應用實例

2.1 帶電測試

2014年4月28日，檢測人員利用超聲波局部放電和暫態(tài)地電波檢測儀對35kV高壓室內(nèi)開關柜進行測試，發(fā)現(xiàn)3511、351Y、3515、3501開關柜暫態(tài)地電波測試值異常，且超聲波測試值也較大，測試數(shù)據(jù)見表1。

該四面開關柜暫態(tài)地電波局部放電測試相對幅值均大于缺陷值20dB，超聲波局部放電幅值數(shù)據(jù)也較大。因該四面開關柜相鄰，且暫態(tài)地電波和超聲波測試幅值均較大，懷疑附近可能存在局部放電源傳導至四面開關柜。仔細尋找是否有局部放電源，發(fā)現(xiàn)1號變壓器35kV側3501進線側穿墻套管B相處有16dB的超聲波放電幅值。初步判斷該穿墻套管處有疑似局部放電缺陷，四面柜子的測試值較大可能來自B相穿墻套管處疑似局部放電的干擾。

測試人員于5月8日和5月21日分別對該四面開關柜和3501進線側穿墻套管進行局部放電復測。測試該穿墻套管處超聲波放電幅值分別為18dB和19dB，穿墻套管處超聲波放電幅值增長比較明顯。四面開關柜超聲波和暫態(tài)地電波測試值均無明顯變化。進綜合分析判斷，1號變壓器35kV側3501進線側穿墻套管B相處確有局部放電缺陷。

2.2 缺陷處理

6月4日對1號變壓器35kV側3501進線側穿墻套管進行停電檢查，發(fā)現(xiàn)穿墻套管B相內(nèi)導電排與套管內(nèi)壁連接的等電位連接線脫落與穿墻套管內(nèi)壁之間無接觸導致放電，見圖1所示。

分析判定為導電排在長期運行過程中產(chǎn)生振動，導致固定等電位連接線的螺絲脫落，使等電位連接線不能與套管內(nèi)壁充分接觸。因套管內(nèi)壁為鋁制材料，導電排處于高電位，套管內(nèi)壁低電位，引起導電排對套管內(nèi)壁放電。重新制做等電位連接線，對導電排和套管內(nèi)壁進行清掃，恢復送電后，測試穿墻套管處和四面開關柜，均無異常。

3 結束語

局部放電缺陷是運行中電氣設備絕緣缺陷的一種主要表現(xiàn)形式，超聲局部放電檢測技術在純瓷穿墻套管中的應用，能有效的提前發(fā)現(xiàn)設備的局部放電缺陷。通過實踐，這種技術對穿墻套管內(nèi)局部放電缺陷的檢出率極高，能有效的檢出穿墻套管內(nèi)絕緣劣化、螺絲松動、積灰、受潮等引發(fā)的局部放電。對穿墻套管的狀態(tài)評價提供有效的數(shù)據(jù)支撐。

參考文獻

[1]王風雷，等.電力設備狀態(tài)監(jiān)測新技術應用案例精選[M].中國電力出版社.

[2]楊獻智，章堅.10kV配網(wǎng)開關柜局部放電帶電檢測應用[J].電力科學與工程，2011（6）：71-75.

作者簡介：王景明（1987，7-），籍貫：甘肅武威，國網(wǎng)新疆疆南供電有限責任公司運維檢修部，從事變電運維管理工作，本科學歷，助理工程師。