超声波局放带电检测在750kV罐式断路器中的应用

超声波局放带电检测在750kV罐式断路器中的应用

王彦荣孙永刚苏迪

(国网新疆电力公司检修公司新疆乌鲁木齐830000)

摘要：本文主要阐述了超声波局放带电检测技术的原理及其在750kV罐式断路器中的应用，通过对750kV罐式断路器局放检测案例的分析，说明超声波局放带电检测的有效性。

关键词：超高频局放带电检测750kV罐式断路器

1超声波局放检测技术

超声波局放对是一种对放电中产生的声波信号的检测，它与电气设备的电气回路无任何直接的联系，不受电气方面的干扰，但是对现场环境噪声和机械振动比较敏感，检测时尽量排除这些干扰。超声波局部放电检测仪按原理可以分为两大类，一种是美国制造的以特征指数为基础的检测仪，另一种是以相位相关性为基础的挪威制造的AIA超声波局部放电检测仪。

2实测案例分析

2013年6月25日，我公司对750千伏某电站进行射频局放检测。在测试过程中发现7512断路器C相超声局放信号异常，接着我公司使用DMS和PDS100对该断路器进行了多次复测，发现确实存在局部放电信号。

2.1测试情况

2.1.1超声波局部放电检测

使用挪威AIA-2超声局部放电测试仪。左图为正常断路器波形，峰值2mV。右图为异常断路器波形，峰值25mV。异常断路器连续图谱中100Hz相关性0.5mV，但相位图没有出现相位相关性。

图2-1正常相图2-2异常相

2.1.2接触式超声波测试（UP9000）

使用接触式超声波局部放电测试仪测得线路侧套管下方即罐体中心线左上方测试值最大，测试值为18db且伴随时有时无的电晕放电声，正常相为0db且没有电晕放电声。

2.1.3测试情况分析

（1）根据AIA-2超声局部放电测试图谱2-2，可判断7512断路器C相内部有明显的松动信号，幅值较大。初步判断位置在中心导体上。如继续带病运行，可能引起部件进一步松动、脱落，存在较大安全隐患。具体放电部位需进一步定位。

（2）测试人员使用PDS100射频扫描断路器周围放电信号，与背景值最大有30dB差值，目前没有相关标准判定缺陷的等级，根据经验值，超过背景值20dB可以确立设备存在局放点。

2.2跟踪复测

2013年6月30日，我公司、送变电工程公司、断路器厂家共同对某变电站7512C相断路器进行现场开仓解体检查，专业人员于中午12:10分打开断路器线路侧套管下方盖板发现内部残留SF6较多且由于密度较大无法排出，随即打开下盖板让空气循环对流，待残气彻底排净后我公司与厂家相关人员进入罐体内检，经检查未发现断路器内部有明显异物或部件松动迹象，对两侧断口、绝缘支撑筒及电容器部位仔细观察也未发现异常情况。

我公司于2013年7月11日开始进行每周一次的跟踪复测，经多次跟踪复测现已确认断路器虽有局放现象，但能量幅值始终稳定且无相位相关性变化，无突变情况发生。

2.2.1超声波局部放电

使用挪威AIA超声局部放电测试仪。左图为正常断路器图谱，峰值为2mV，右图为7512C相断路器超声波局放图谱，整个罐体超声测试值最大部位在线路侧套管下方即罐体中心线左上方，测试峰值为21mV,6月25日（开仓前）测试时峰值为25mV，测试值最大部位与本次相同。开仓检查后重新带电测试峰值比之前小了4mV不能说明放电能量有所减小，而是因为两次测试仪器不同所致，属于仪器测试正常误差。

图3-1正常相图3-2异常相

2.2.3接触式超声波测试（UP9000）

使用接触式超声波局部放电测试仪测得线路侧套管下方即罐体中心线左上方测试值最大，测试值为18db且伴随时有时无的电晕放电声，正常相为0db且没有电晕放电声。

2.2.4测试情况分析

（1）根超AIA超声局部放电测试图谱判断烟天二线7512C相断路器内部有明显的局放信号，幅值较大，初步判断位置在线路侧套管下方即罐体中心线左边偏上位置，放电性质为悬浮电位放电。

（2）测试人员使用接触式超声波局部放电测试仪测得线路侧套管下方即罐体中心线左上方测试值最大，测试值为18db且伴随时有时无的电晕放电声，正常相为0db且没有电晕放电声。

本次测试结果与开仓前基本一致，判断为“悬浮电位放电”，由多组不同测试位置数据分析可知：整个罐体测试值最大部位在线路侧套管下方即罐体中心线左上方。

2.3解体检查

9月16日，我公司与断路器厂家，对断路器套管进行了更换。在变电站现场拆除的旧套管内屏蔽底部均压环有明显放电痕迹（6个支撑件中5个发黑），放电位置对应于设备套管CT上沿向下20-30cm放电较为明显。

2013年9月27日，我公司安排厂家在车间对套管解体。我公司与厂家相关技术人员全程参与了解体过程。从现场解体情况来看，放电点主要集中在三个部位。一是内屏蔽筒底部均压半环缝隙处；二是绝缘支撑件与内屏蔽筒下沿接触部位，螺孔两端均有明显放电，以及螺孔内部均有明显放电具体情况见图4-1；三是CT上沿部位固定外屏蔽筒的螺孔也有轻微的放电痕迹。参见图4-2。

图4-1树脂绝缘支撑件螺孔放电情况图4-2与树脂绝缘支撑件接触部位的放电情况

2.4放电原因分析

该套管内部局部放电的性质为典型的多点悬浮电位放电，因发现及时，持续时间较短，未形成烧蚀成洞的严重危害。从放电位置可以看出，放电位置均为螺杆结合部位。解体同时看到在绝缘支撑件底部、接触面和螺孔内有黑色金属粉末。随着放电时间的增长，这些黑色金属粉末飘落在罐体内部，将会引起严重事故。

3结束

通过该案例的分析可以看到，超声波局放检测技术在发现电网主设备内部故障缺陷方面具有很好的检测效果，对于及早发现设备内部故障具有很好的可靠性。但由于超声波局放检测技术在现场测试过程中易受外界振动、噪声等的干扰，在判断设备是否存在故障时还得借助其他检测手段如超高频技术、高频电流检测技术等综合判断分析，防止误判现象的发生。

参考文献：

[1]陈昱同,齐振忠,郭丽.超高频局放检测技术在GIS状态检修中的应用[J].山西电力，2013，(03).

[2]邝文明,李浩.超声波局放检测技术在GIS上的应用[J].电工文摘，2016，(01).

[3]陈昱同,齐振忠,郭丽.超高频局放检测技术在GIS状态检修中的应用[J].山西电力，2013，(03).