一、缺陷发现过程
2017年至2018年，某供电局高压试验人员按照电力设备检修试验规程要求，对某220kV变电站10kV开关柜进行了5次暂态对地电压（TEV）局放普测，发现该站10kV开关柜局放信号幅值普遍较高，判断可能存在放电点，并将其纳入重点关注对象。
2018年上半年，试验人员对该220kV变电站10kV开关柜进行暂态对地电压（TEV）、超声波、特高频（UHF）局放高精度联合测试。在某10kV开关柜（以下简称A柜）检测到异常超声信号，最大的信号幅值出现在柜后下部门缝处，信号最大幅值为27dB，判断柜内存在多点沿面放电，且放电点位于电缆仓内，后经停电检查发现，在该开关柜电缆仓内的热缩电缆终端头表面发现多处明显的放电痕迹，绝缘烧蚀严重。
二、检测数据分析
1.周期性预试
2017年至2018年，试验人员采用暂态对地电压（TEV）法对某220kV变电站站10kV开关柜开展了5次局放测试，测试结果表明，该站10kV开关柜整体局放水平偏高。考虑到该站开关柜运行年限超过十年，设备较为老旧，决定对该站10kV开关柜加强关注。
2.高精度联合测试
2018年上半年，试验人员对该变电站10kV开关柜暂态对地电压（TEV）、超声波、特高频（UHF）局放高精度联合测试。
（1）暂态对地电压
采用暂态对地电压（TEV）法发现A开关柜柜后测试幅值较大，靠近柜后的位置存在放电点的可能性较大。
（2）超声波检测
采用超声波检测方法对A开关柜进行局放测试，测试数据如图1、图2所示。在A开关柜柜后下部柜门缝隙处，检测到异常最大幅值为27dB的超声信号，信号具有频率相关性，且100Hz频率成分大于50Hz频率成分。根据幅值比较法，并考虑到超声信号的衰减特性，判断放电点位于开关柜电缆仓内。
图3 特高频PRPD&PRPS图谱
（4）综合分析
根据暂态对地电压（TEV）、超声波、特高频（UHF）局放高精度联合测试结果，初步判断柜后下部区域存在多点沿面放电；综合考虑开关柜结构、柜内带电部分分布及超声波信号的衰减特性，判断放电点位于电缆仓内。
3.停电检查
在A开关柜停电转检修，试验人员检查发现开关柜电缆仓内的热缩电缆终端头表面，发现多处明显放电痕迹，其中一部分已形成“树枝状”放电痕迹，绝缘烧蚀严重，如图4所示。
图4 电缆终端头表面放电痕迹
本次缺陷的准确判断，避免了一起因开关柜内电缆终端头故障造成的开关柜炸柜乃至10kV母线失压、220kV主变跳闸事件。在本次缺陷发现过程中，停电检查发现的放电类型及放电点位置与带电检测结果高度一致，验证了开关柜局放试验策略的高效性，也说明暂态对地电压、超声波、特高频局放高精度联合测试在发现开关柜局放缺陷方面的可行性。
四、缺陷原因分析
A开关柜于2004年投运，至今已运行十年以上，属于老旧设备。初步怀疑本次缺陷的成因是：在长期运行过程中，热缩电缆终端头表面积灰，受到潮湿天气的影响，形成沿面放电，并造成绝缘烧蚀老化。
五、结论
按照电力设备检修试验规程要求，试验人员需要每半年对10kV开关柜至少开展一次局部放电带电测试，若变电站数量较多，则工作量大，且漏检率较高，因此建议采用普测、精测和停电检测相结合的策略。
（1）普测时，通过对局放测试结果的横向对比和纵向分析，即同一高压室、同一母线段上的开关柜局放测量结果的对比，以及同一台开关柜局放信号幅值发展趋势的分析，初步判断出可能存在放电点的间隔。同时，对局放信号幅值普遍较高的老旧变电站开关柜加强关注。
（2）通过梳理历年开关柜局放普测数据，筛选出需重点关注的变电站或开关柜，择机开展暂态对地电压（TEV）、超声波、特高频（UHF）局放高精度联合测试，确认局放信号，定位放电位置，诊断放电类型。根据局放信号的强弱采取不同的运维策略，对于局放信号较弱的开关柜加强关注，对于局放信号强烈的开关柜则向调度申请停电检查。
（3）对于精测中发现的局放信号明显、安全隐患严重的开关柜，向调度申请停电检查，查找放电痕迹，确认放电位置、放电类型，并根据缺陷严重程度的不同，给出有针对性的处理建议。对于放电痕迹不明显的开关柜，在完善的安全措施下，可逐段试加电压，排查放电位置。
作者简介：
任重，硕士，工程师，从事电气设备高压试验研究。
论文作者:任重
论文发表刊物:《河南电力》2018年23期
论文发表时间:2019/7/13
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