一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法


一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法

一、引言


      高壓開關柜是電力系統的重要組成設備,其運行的可靠性直接影響供電的穩定性、安全性。維護和監測開關柜的運行狀態單單依靠傳統的手段(例如巡視、停電試驗)難以及時掌握缺陷情況。傳統的停電預防性試驗周期為3~6年,兩次試驗之間的缺陷很難發現,易導致事故的發生。根據運行經驗,開關柜在發生故障前的潛伏期內存在大量放電現象,帶電檢測能提前發現缺陷,避免事故,因此對運行中的開關柜采取帶電檢測措施具有重大意義。目前將帶電檢測技術應用于開關柜檢修工作已十分普遍,且效果明顯,可以及時發現支柱瓷瓶、靜觸頭盒等內部絕緣部件的老化及其引起的缺陷。


二、開關柜帶電檢測原理


      開關柜帶電檢測的原理是將暫態地電壓、超聲波信號作為故障存在與否或發生程度的判斷依據,并利用獲得的數據來對開關柜故障進行檢測和定位。檢測的方法主要有以下兩種。

一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖1

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一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖2

暫態地電壓檢測技術

      暫態地電壓(簡稱TEV),是指由于局部放電,在開關柜接地外殼包括接地線中激勵的頻率為3~100MHz的放電信號。

      檢測原理:當開關柜發生局部放電時,帶電體和接地的非帶電體之間會有帶電粒子迅速移動,接地的非帶電體上產生高頻電磁波,并快速向各個方向傳播;當電磁波遇到不連續的金屬斷開或絕緣連接處時,電磁波會由金屬柜體的內表面轉移到外表面,并在開關柜體外表面產生暫態地電壓;在開關柜外表面安裝一個特制的電容傳感器便可獲取到瞬時的地電壓脈沖信號,從而判斷開關柜內部缺陷。

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一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖3

超聲檢測技術

      超聲波特指頻率在20kHz以上人耳聽不到的聲波。檢測原理:超聲波屬于機械振動波的一種,當開關柜發生局部放電時,能量瞬時爆發,電能通過聲能、光能、熱能以及電磁能的形式釋放出去,周圍空氣間隙被擊穿放電,電能轉化為熱能,放電周圍的氣體受熱膨脹,并通過聲波向外傳播,周圍氣體溫度超出環境溫度;當這些氣體冷卻時,開始收縮,產生后續波,后續波的頻率和強度都比較低,并有很寬的頻帶;由于局部放電的區域較小,所以局放聲源即為點聲源,開放式超聲波傳感器可以檢測到這種超聲波信號,并進行處理,從而判斷局放存在并能夠定位。

三、帶電檢測技術應用于開關柜缺陷處理案例


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一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖4

帶電測量

      2021年9月6日,試驗人員對某變電站開關柜進行帶電測量,發現超聲波數值超標且存在明顯放電信號,隨即申請停電檢查。

帶電檢測發現局部放電信號

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一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖5

停電檢查

(1)外觀檢查:發現低總開關柜母線存在銅綠,支柱瓷瓶受潮嚴重。

一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖6

母排存在銅綠

一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖7

等電位線處存在綠色粉末

一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖8

支柱瓷瓶存在水珠

一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖9

低總開關柜內受潮嚴重


(2)耐壓試驗

      母線耐壓試驗不合格,支柱瓷瓶及觸頭盒存在明顯放電現象。線耐壓時明顯放電


(3)對比檢查

      不同母線倉對比,僅有主變低總母線倉受潮嚴重。

一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖10

低總開關柜母排存在銅綠

一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖11

其他開關柜母排沒有銅綠

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一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖12

原因分析

      主變低總開關柜靠近空調,側面板長期受冷風直吹;同時由于母線倉密封較好,內部母排流過大電流造成母線倉內氣體溫度較高,內外氣體溫差較大,形成凝露,從而造成絕緣件受潮。

一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖13
一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖14

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一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖15

解決方案

(1)在主變低總開關柜頂部開孔,形成空氣對流,盡量保證內外氣體溫度一致,避免形成凝露。

一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖16

開關柜頂部使用百葉窗通風

一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖17

開關柜背面開孔通風

一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖18

開關柜背面開孔通風


(2)在空調出風口設置擋風板,或者改變空調朝向,避免空調直吹開關柜。

一起開關柜帶電檢測發現的缺陷及處理方法的圖19

改變空調朝向

四、結語

       1、開關柜帶電檢測對于開關柜內部局部放電信號的檢測是一個行之有效的方法。綜合應用各種帶電檢測技術,可以準確判斷局放信號的性質和位置,為之后的檢修工作提供依據,提高開關柜故障處理的效率,將“事后搶修”變為“事前處缺”,具有較大的社會效益和經濟效益。

       2、近年來,配電室逐步都安裝了空調,有效解決了配電室一些歷史問題,但是對于封閉式開關柜,還要采取有效措施,增強開關柜內外空氣對流,避免柜內濕熱空氣遇冷凝結成水珠,造成開關柜內絕緣件受潮從而引發事故。特別是湖邊、山間等濕度較大的變電站,一定要提前預防。


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