2021年開關(guān)柜局部放電檢測典型案例

1、開關(guān)柜局部放電檢測典型案例 開關(guān)柜局部放電檢測典型案例 10KV開關(guān)柜局部放電檢測案例匯編 前言： 10kV開關(guān)柜內(nèi)部局部放電的種類很多，主要分為內(nèi)部放電和表面放電兩種，目前主要采用的非介入方式、帶電檢測的方法主要為超聲波檢測和暫態(tài)地電壓（TEV）兩種檢測方式，對于一些放電，我們可以同時偵測到超聲波 _和TEV _，而另一些放電情況我們只能檢測到兩種 _中的一種，因此在實際使用中，我們應(yīng)該以這兩種檢測方式互為補充，才能夠更好的檢測到所有的局部放電情況。 暫態(tài)地電壓檢測原理： 當(dāng)高壓電氣設(shè)備發(fā)生局部放電時, 放電電量先聚集在與放電點相鄰的接地金屬部分, 形成電流脈沖并向各個方向傳播。對于內(nèi)部放電

2、, 放電電量聚集在接地屏蔽的內(nèi)表面, 因此, 如果屏蔽層是連續(xù)時無法在外部檢測到放 _號。但實際上, 屏蔽層通常在絕緣部位、墊圈連接處、電纜絕緣終端等部位出現(xiàn)破損而導(dǎo)致不連續(xù), 這樣, 高頻 _就會傳輸?shù)皆O(shè)備外層。放電產(chǎn)生的電磁波通過金屬箱體的接縫處或氣體絕緣開關(guān)的襯墊傳播出去, 同時產(chǎn)生一個暫態(tài)電壓, 通過設(shè)備的金屬箱體外表面而傳到地下去。這些電壓脈沖是于1974 年由Dr John Reeves 首先發(fā)現(xiàn), 并把它命名為Transient Earth Voltage 暫態(tài)對地電壓, 簡稱TEV。 中低壓開關(guān)柜局部放電在線檢測定位技術(shù)采用暫態(tài)對地電壓的原理來對開關(guān)設(shè)備局部放電狀況進(jìn)行檢測及定

3、位, 通過單只電容藕合式探測器在被檢設(shè)備的接地金屬外殼上進(jìn)行探測。裝置檢測由于局部放電而引起的短暫電壓脈沖,測出局部放電瞬時電壓脈沖的幅度峰值。若采用兩只電容藕合式探測器，則可以檢測放電點發(fā)出的電磁波瞬間脈沖所經(jīng)過的時間差來確定放電活動的位置, 原理是采用比較電磁脈沖分別到達(dá)每只探測器所需要的時間。系統(tǒng)指示哪個通道先被觸發(fā), 進(jìn)而表明哪只探測器離放電點的電氣距離較近。脈沖是 以光速或接近光速進(jìn)行傳播的, 所以必須能夠分辨很小的時間差, 通常為s 級。檢測定位原理見圖1。 采用比較電磁脈沖抵達(dá)不同探測器的時間差異來確定放電點的方法在本質(zhì)上優(yōu)于采用比較 _強度來確定放電點的方法, 因為電磁波的多次

4、反射可能造成幅值測量結(jié)果不正常。 一 案例1 （1） 檢測情況。xx年3月11日，在對北京某220KV變電站的10kV開關(guān)柜進(jìn)行狀態(tài) 監(jiān)測時，使用PDL1地電波局放定位儀發(fā)現(xiàn)203開關(guān)柜存在異常，數(shù)值比其他開關(guān)柜大很多，如表1所示： 10kV進(jìn)線柜體進(jìn)行連續(xù)在線監(jiān)測。PDM03監(jiān)測探頭及天線布置情況如圖1所示： （圖1） 測試數(shù)據(jù)：開始時間xx-2-27 16:07:00，結(jié)束時間xx-2-29 11:00:00 PD數(shù)據(jù)報告如表2所示： 集到的環(huán)境噪聲，并對各個通道逐一分析。分析結(jié)果顯示：5號、9號探測頭位置測得的數(shù)據(jù)中“短期放電劇烈程度”分別為5835和7696，“每周期的脈沖數(shù)”分別為1

5、4.656和19.332，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出正常水平，證實此出確有放電現(xiàn)象產(chǎn)生，對應(yīng)局部放電位置在3號主變壓器母線進(jìn)線柜體中穿墻套管附近。 （圖2）PDM03 各探頭及天線采集到的 _曲線 使用紅外成像儀對5號、9號探頭附近的柜體進(jìn)行溫度掃描，發(fā)現(xiàn)B、C相熱點比鄰近的其他部位溫度高3左右。，紅外成像圖譜見圖3。 （圖3）紅外成像圖譜 綜合分析地電波和紅外檢測數(shù)據(jù)，認(rèn)為3號變壓器10kV母線進(jìn)線柜體存在放電現(xiàn)象，放電位置為B、C相附近。 （3） 停電檢查及試驗。xx年3月29日，對該開關(guān)柜進(jìn)行停電檢查和缺陷處理。停電 后打開進(jìn)線柜面板，發(fā)現(xiàn)母線支撐絕緣子表面塵埃嚴(yán)重，B相一只母線絕緣子標(biāo)簽脫開、C相帶

6、電顯示器引線與母線過近等現(xiàn)象。詳見圖4。 （圖4）3號變壓器10kV母線進(jìn)線柜體缺陷情況 （a） 絕緣子表面塵埃嚴(yán)重；（b）絕緣子標(biāo)簽脫開 （c）帶電顯示器引線與母線過近 （d）柜內(nèi)情況 對柜內(nèi)元件進(jìn)行全面清掃，同時，將標(biāo)簽脫開、C相帶電顯示器引線與母線過近的現(xiàn)象也同時進(jìn)行了處理。處理后，絕緣電阻測量A、B、C三相絕緣電阻均大于 _M。施加運行電壓進(jìn)行檢測，未發(fā)現(xiàn)超聲波異常的 _；施加試驗電壓30kV時，穿墻套管處出現(xiàn)放電現(xiàn)象，但較之前13kV時電壓明顯提高。進(jìn)一步核對檢查，該穿墻管為瓷質(zhì)絕緣，內(nèi)壁沒有均壓材料或裝置。 二 案例2 說明：本案例是一個典型的非周期性局部放電及排除外部較強干擾 _

7、的案例，說明了PDM03對非周期性的局部放電現(xiàn)象的監(jiān)測能力和抗干擾能力。 xx年4月對浙江某110kV變電站進(jìn)行局放檢測，在使用UltraTEV Plus+進(jìn)行巡檢時發(fā)現(xiàn)TEV測量幅值異常，背景讀數(shù)為14，超聲波檢測數(shù)值很小，開關(guān)柜的TEV幅值在一定幅度之間按一定的周期變化。 A.現(xiàn)場環(huán)境分析 對開關(guān)柜 _的內(nèi)部環(huán)境,開關(guān)柜相近金屬體如鐵門以及開關(guān)柜柜體表面等處進(jìn)行TEV檢測時候,幅值普遍較高.如開關(guān)柜 _內(nèi)部環(huán)境幅值約為14dB,尤其是在大鐵門至35kV開關(guān)柜 _的小鐵門這一區(qū)間內(nèi),由鐵門上測出的dB數(shù)值平均水平約在26-30dB,并且存在間歇性的放電脈沖,幅值達(dá)到超過40dB的情況.說明存

8、在比較嚴(yán)重的外部干擾或者開關(guān)柜內(nèi)部本身有比較強的放電活動. B使用PDM03進(jìn)行了為期24小時的監(jiān)測，詳細(xì)數(shù)據(jù)如下： 本次監(jiān)測主要目的是測量“#1 主變10kV插件”和“沿海102開關(guān)”局部放電情況。因其靠近母排而且1-3號開關(guān)柜的外部干擾很嚴(yán)重。根據(jù)21小時的PDM監(jiān)測結(jié)果,12號也就是天線接收到的脈沖數(shù)占據(jù)了總脈沖數(shù)的96%,說明外界存在及其強大的干擾源.而經(jīng)過其接收屏蔽作用后,9號探針對應(yīng)的1號開關(guān)柜并沒存在局放超標(biāo)的情況,結(jié)合先前的TEV測量結(jié)果,盡管1號開關(guān)柜（對應(yīng)9號探針）TEV測得的幅值很高,但其值不是由于內(nèi)部局放源引起的. 4號探針接受到的脈沖數(shù)均和相鄰的5號接近,且幅值高于5

9、號，而5號的每周期脈沖數(shù)卻在正常范圍內(nèi)，并且從數(shù)量上來看，兩個探針測到的總脈沖數(shù)，大于首次到達(dá)的脈沖總數(shù)，因此可以認(rèn)為4、5號探頭之間只存在一個局部放電源。并可以判定靠近4號內(nèi)部存在一個局放源,位置應(yīng)該靠近4號探針，即，放電源應(yīng)在8號開關(guān)柜的中上部。 6，7號探針都設(shè)置在6號柜體上,7號捕獲的脈沖更多,6號幅值高于7號探針.但是脈沖數(shù)遠(yuǎn)少于7號.由下圖可以看出，6號探針處有過短暫的脈沖活躍，而7號探針一直有脈沖活動，因此認(rèn)為6號、7號對應(yīng)不同的放電源。 8號探針從14：00到16：00有放電現(xiàn)象存在，但在16：00之后基本消失，與相鄰的8號探針進(jìn)行的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，認(rèn)為兩者趨勢基本相同，因此認(rèn)為

10、6、8號探針探測的是同一個放電源，且在8號探針安放的5號開關(guān)柜（#2 電容器開關(guān)）內(nèi)。 C結(jié)論 從上圖可以看出，6、7、8號探針總共對應(yīng)兩個放電源，其中7號探頭對應(yīng)的6號柜（#1 主變10kV插件）中的放電源為持續(xù)性的放電源，放電水平、短期嚴(yán)重度、 _嚴(yán)重度并未超標(biāo)。8號探針對應(yīng)的5號柜（#2 電容器開關(guān)）存在一個放電源，短期嚴(yán)重度略大。4號柜（沿海102開關(guān)）的放電情況同5號柜，放電幅度并不大，也并未超標(biāo)，但放電數(shù)量比較高，短期嚴(yán)重度也偏高，應(yīng)予以 _。 從上圖可以看出，在1-8開關(guān)柜監(jiān)測時，12號天線所采集到的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)周期性變化，估計與負(fù)荷變化有關(guān)，從19：30第二天早晨8：00鐘之間外部

11、放電源逐步衰減到最小，從8：00鐘開始，又開始劇烈的活動。 三 案例3 廣州某某區(qū)某某開關(guān)房的開關(guān)柜由某某生產(chǎn)的半封閉式 _6開關(guān)柜，行時間已達(dá)到10年。近期，現(xiàn)場運行人員在開關(guān)房內(nèi)聞到了臭氧的味道，且能聽到電暈放電的“咝咝聲”，懷疑開關(guān)柜內(nèi)部存在局部放電現(xiàn)象。 為此，-技術(shù)人員和某某局運行人員對該開關(guān)房開關(guān)柜進(jìn)行了兩次測試。該開關(guān)房共有12臺開關(guān)柜，分兩排放置。 首先對12臺開關(guān)柜用便攜式Ultra Tev進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)七臺一排的開關(guān)柜可能存在局放現(xiàn)象。檢測結(jié)果如下： (1) 超聲波模式 便攜式測試儀在超聲波模式下對開關(guān)柜的空隙進(jìn)行掃描，發(fā)現(xiàn)大部分空隙的超聲 _較強，超聲指示燈為紅色；用超聲

12、波儀器所配耳機(jī)聽到較明顯的聲音。 (2) TEV模式 便攜式測試儀在TEV模式下對開關(guān)柜的金屬外殼進(jìn)行掃描，未發(fā)現(xiàn)較明顯TEV _。 綜上所述，可以初步判定這七臺開關(guān)柜或其中一臺（或幾臺）可能存在局放現(xiàn)象，但局放源在哪里？局放嚴(yán)重到什么程度？還需要用PDM03進(jìn)一步連續(xù)監(jiān)測。 6月11日，我方技術(shù)人員應(yīng)用PDM03對這七臺開關(guān)柜進(jìn)行復(fù)試?，F(xiàn)場傳感器布置如圖17所示，現(xiàn)場情況如圖18所示（紅色標(biāo)識）。1、2、11和12號探頭為屏蔽天線，布置在設(shè)備周圍，已屏蔽周圍的干擾 _；3-10為局放 _檢測探頭，布置在被檢測設(shè)備附近，用來檢測設(shè)備內(nèi)部的局放 _。在測試一段時間后，改變探頭的位置，以更全面地采

13、集局放TEV _，現(xiàn)場情況如圖19所示（綠色標(biāo)識）。 圖18 天線布置實物圖1 圖19 天線布置實物圖2 用該儀器對開關(guān)房內(nèi)的開關(guān)柜連續(xù)監(jiān)測了大約50分鐘，監(jiān)測數(shù)據(jù)如下： 由檢測數(shù)據(jù)可以得出：每個探測器的短期局部放電劇烈程度值=0；每測量循環(huán)周期內(nèi)的脈沖數(shù)量=0。由此，根據(jù)AE公司的產(chǎn)品使用說明書，可以判斷：TEV測量結(jié)果顯示，這些開關(guān)柜中無明顯局放現(xiàn)象。 但新加坡專家結(jié)合設(shè)備運行情況及測試數(shù)據(jù)，給出了如下建議： As long as you have either TEV or Ultrasound, it is consider PD. Usually, when you have Ult

14、rasound (Corona), the TEV readings can be low. But sometimes, you can get both TEV and Ultrasound together. Using the UE 9000, you can detect the panel which is having the loudest dB. By the way, you descript the “Corona” is serious and I would remended that immediate action to be taken such servici

15、ng and repla _ment of “Corona” discharge portion. The PDM03 readings seem to be ok, please ensure that the probe is touching the panel. 為此，于7月9日再次對某某開關(guān)柜進(jìn)行局放測試，此次測試持續(xù)了5個多小時，較全面地監(jiān)測了開關(guān)柜的局放活動，排除了放電隨機(jī)性的影響。探頭布置與第一次位置基本一致，如圖17中紅色探頭所示，測試數(shù)據(jù)如下： 此次測試數(shù)據(jù)，每個探測器的短期局部放電劇烈程度值=0；每測量循環(huán)周期內(nèi)的脈沖數(shù)量=0。因此所得測量結(jié)果與前次相同：TEV測量結(jié)果顯

16、示，這些開關(guān)柜中無明顯局放現(xiàn)象。 但是，此次測試過程中，發(fā)現(xiàn)2號開關(guān)柜內(nèi)外絕緣老化嚴(yán)重，如圖20所示。且老化部分積有水珠，可見開關(guān)柜內(nèi)部受潮較為嚴(yán)重。 圖20 2號開關(guān)柜電纜頭老化部分 綜合/news/558d5af673c169be.html現(xiàn)場現(xiàn)象：明顯的臭氧味，電暈放電的嘶嘶聲，外絕緣的損壞程度等，可以得出：這幾臺開關(guān)柜存在較嚴(yán)重的問題，但并不是由內(nèi)部引起，或者其局放 _微弱不足以被測量；可能柜內(nèi)存在外絕緣絲狀放電，其頻率一般在1mhz以下，大部分能量主要集中在1khz以內(nèi)，沿面泄漏電流約為幾個 _， 輻射出的電磁波及聲音能量比較小，不容易測到；另外，還可能存在水珠放電，螺帽邊角表面、支

17、柱絕緣子小表面與桿徑結(jié)合處、電纜頭進(jìn)線口的電暈、弱爬電等。 鑒于以前運行十多年的某某生產(chǎn)的 _6開關(guān)柜已出現(xiàn)過較嚴(yán)重的問題，建議對這批開關(guān)柜進(jìn)行密切監(jiān)控；如果有條件，應(yīng)用其他試驗方法抽樣檢查以發(fā)現(xiàn)問題 四 案例4 廣州某某開關(guān)房的開關(guān)柜是某生產(chǎn)的半封閉式 _6開關(guān)柜，行時間已達(dá)到10年。共有6臺開關(guān)柜。 近期，現(xiàn)場運行人員在開關(guān)房內(nèi)聞到了臭氧的味道，且能聽到電暈放電的“咝咝聲”，懷疑開關(guān)柜內(nèi)部存在局部放電現(xiàn)象。用Ultra TEV Plus+檢測結(jié)果如下： （1）超聲波模式 背景噪聲5db左右，超聲顯示值25db左右，依相關(guān)判據(jù)，檢測到一定程度的局部放電；用超聲波儀器所配耳機(jī)聽到較明顯的聲音。

18、 （2） TEV模式 背景值0db左右，TEV顯示值8db左右。 綜上所述，可以初步判定這6臺開關(guān)柜或其中一臺（或幾臺）可能存在局放現(xiàn)象，但局放源在哪里？局放嚴(yán)重到什么程度？還需要用PDM03進(jìn)一步連續(xù)監(jiān)測。 現(xiàn)場傳感器布置如圖28所示，現(xiàn)場情況如圖29所示，1、2、11和12號探頭為屏蔽天線，布置在設(shè)備周圍，已屏蔽周圍的干擾 _；3-10為局放 _檢測探頭，布置在被檢測設(shè)備附近，用來檢測設(shè)備內(nèi)部的局放 _。 圖28 探頭布置示意圖 圖29 現(xiàn)場示意圖 用該儀器對開關(guān)房內(nèi)的開關(guān)柜連續(xù)監(jiān)測了大約50分鐘，監(jiān)測數(shù)據(jù)如下： 由檢測數(shù)據(jù)可以得出：每個探測器的短期局部放電劇烈程度值=0；每測量循環(huán)周期內(nèi)

19、的脈沖數(shù)量=0。由此，根據(jù)產(chǎn)品使用說明書，可以判斷：TEV測量結(jié)果顯示，這些開關(guān)柜中無明顯內(nèi)部放電現(xiàn)象。 但是，由于超聲檢測超標(biāo)，可以確定開關(guān)柜內(nèi)，存在嚴(yán)重的表面放電，對開關(guān)柜解體后，發(fā)現(xiàn)該開關(guān)柜內(nèi)部外絕緣老化嚴(yán)重，電極有明顯白色銹蝕，如G03電纜頭腐蝕情況，如圖30所示。 圖30 G03電纜頭電極腐蝕 之后，對該批開關(guān)柜解體檢查，情況如圖31-34所示。 圖31 母線B相支柱絕緣子 圖32 母線室 圖33 母線線耳 圖34 母線絕緣帽 根據(jù)解體情況及運行經(jīng)驗可疑得出，部分半絕緣柜（尤其是 _6柜）受環(huán)境潮濕影響，在 _導(dǎo)體及絕緣交接部分容易發(fā)生凝露，繼而發(fā)表面生閃絡(luò)現(xiàn)象。以上部件的銹蝕部分應(yīng)

20、該是由閃絡(luò)的重復(fù)發(fā)生而導(dǎo)致的；另外，開關(guān)室上部的污穢則是由該類型開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)缺陷引起的，開關(guān)室上部與外界有氣孔相 連，但開關(guān)柜內(nèi)的空氣流通速率不夠大時，且當(dāng)濕度和灰塵較大時，就易使絕緣子表 _污。 五 案例5 浙江湖州供電局下轄的220kV太傅變電站的35KV高壓開關(guān)柜運行時間已達(dá)六年。今年，現(xiàn)場運行人員在開關(guān)室內(nèi)可以聞到輕微的臭味，且可以聽到間歇性的放電聲，因此邀請我公司技術(shù)人員使用局部放電檢測設(shè)備對其高壓室內(nèi)的開關(guān)柜進(jìn)行檢測，并且給出最終判斷分析的結(jié)果。 xx年7月14日，我公司局放檢測工程師用Ultra TEV plus和PDL1對220KV太傅變電站的35KV開關(guān)室里高壓開關(guān)柜進(jìn)行局放

21、檢測。 檢測儀器簡介說明： 1：多功能手持式局部放電檢測儀Ultra TEV plus 它是一款集TEV和超聲波檢測功能于一身的手持式便攜測試儀，主要適用于中高壓3-66KV開關(guān)柜等電氣設(shè)備的各種放電的檢測，適用于不同類型的電力設(shè)備。具有讀數(shù)準(zhǔn)確，操作簡便、入門輕松等顯著優(yōu)點，特別適用于日常的巡檢。 2：局部放電定位儀：PD Locator（PDL1） PD Locator是一款廣泛應(yīng)用于中高壓開關(guān)柜局部放電非介入式檢測及定位儀器，具有攜帶方便、快速檢測、準(zhǔn)確定位等特點。適用于對開關(guān)柜局部放電源進(jìn)行帶電快速定位，可以更好地確定開關(guān)柜局部放電源的位置，并能夠?qū)z測結(jié)果進(jìn)行量化顯示。 該儀器具有單

22、探頭和雙探頭兩種檢測模式，其中單探頭檢測模式用于測量局部放電產(chǎn)生的TEV幅值，雙探頭檢測模式通過計算放電源 _到兩個探頭的時間差，來判斷放電源位置離哪個探頭較近，從而起到定位放電源位置的作用。 現(xiàn)場檢測 1 環(huán)境背景的檢測： 在開始測試時，需在其他金屬制品（金屬門，窗或其他金屬制品）上連續(xù)測三個背景值，取平均值作為背景水平值。 注意：當(dāng)儀器沒有觸發(fā)（讀數(shù)為零），儀器讀數(shù)將顯示為“0”。 依據(jù)以上數(shù)據(jù) ， 參照于TEV Plus+TEV讀數(shù)解讀指南： 可以看出：在背景測量值時候：對高壓開關(guān)室內(nèi)部環(huán)境，開關(guān)柜相近的金屬體進(jìn)行檢測，入口門處幅值為11dB，其正對面窗戶為30dB，背景水平略高，可以判定此開關(guān)室內(nèi)干擾較大，檢測時時需要給予 _。 2 開關(guān)柜的檢測： TEV檢測： 對站內(nèi)的開關(guān)柜進(jìn)行檢測，TEV幅值均在正常范圍內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)明顯異常。 超聲波檢測： 對站內(nèi)開關(guān)柜進(jìn)行超聲波檢測，發(fā)現(xiàn)“太橋3270”開關(guān)柜的超聲異常。 3. 檢測結(jié)果分析 太橋3270 線柜體TEV 幅值很正常，但是柜體后中下部超聲波水平異常，最大可到28dB。對該開關(guān)柜后部和側(cè)面的縫隙表面使用儀器進(jìn)行了多次多點測量后，所得數(shù)據(jù)見下圖： 由圖