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摘要：电力电缆面积小、环境友好，在电力系统中得到了广泛的应用。高压电力电缆及其附件在生产、安装、运行过程中可能存在各种缺陷，如绝缘中存在气孔、杂质等，在运行过程中会逐渐降低绝缘水平，产生局部放电现象。根据电缆长期运行的经验，在排除外力的情况下，电缆附件绝缘缺陷占电缆线路故障的比例较高。因此，对电缆运行缺陷、缺陷检测，尤其是局部放电检测和定位的研究引起了国内外许多专家的关注，这也是近年来研究的热点之一。
关键词：110kV；GIS电缆；终端；带电检测；诊断
一、异常情况简述
某220kV变电站110kVGIS设备投入运行后不久。通过特高频检测和接触式超声波检测等手段综合检测，发现114间隔电缆终端气室存在特高频和超声波异常信号。根据PRDP图谱初步判断114间隔电缆端子存在绝缘缺陷。
图1 特高频检测图谱
图2 电缆终端超声波信号图谱
图3 特高频平面定位分析测试位置示意图
图4 时延定位图谱
二、检测数据分析
1、特高频检测
电缆终端检测到特高频异常信号(如图1所示)，由于GIS中盆式绝缘子有金属法兰，只预留了一个小的浇注孔，故在盆式绝缘子浇注口获取特高频信号。
2、超声波检测
超声信号检测发现A、B相电缆端子处超声信号异常。图2为A、B、C三相电缆终端超声信号图，C相超声信号图与背景图一致。
3、特高频定位检测
为了进一步定位缺陷位置，利用特高频定位仪采用时差法对检测到的特高频信号进行定位分析，确定特高频信号的来源。特高频平面定位分析检测位置图如图3所示，其中黄色传感器与绿色传感器距离为120cm。根据图3所示的检测位置，检测到的时延位置图如图4所示。
如图4所示，在三个测试位置，黄色传感器信号比绿色传感器信号超前4ns。垂直方向采用特高频检测方法进行定位分析。检测位置如图5所示。两个传感器垂直距离为90cm，黄色传感器信号比绿色传感器信号超前约3ns。
图5 现场垂直方向定位检测示意图
4、高频电流定相分析
采用高频电流法测相，检测三相高频电流，如图6所示。A、B相中高频电流相位相同，C相中高频电流相位相反。
图6 高频电流检测图谱
三、缺陷定性分析
1、缺陷类型分析
1)从图1中可以看出，在一个周期的一、三象限中各有一簇信号，且具有悬浮电位放电或绝缘放电缺陷的特征。
2)在图2超声波连续模式图谱中可以看到,B相峰值信号强烈，符合尖端放电特征，但100Hz相关性明显，说明局放信号存在工频性，综合分析，缺陷类型可能为绝缘类放电缺陷。
2、缺陷定位分析
1)在图4中，黄色传感器信号大约比绿色传感器提前4ns。根据特高频传播速度，计算出两个传感器之间的距离约为120cm，与三个测试位置两个传感器之间的实际距离基本相同。垂直方向的黄色传感器信号比绿色传感器信号超前约3ns。根据特高频传播速度，计算出两个传感器之间的距离约为90cm，与两个传感器之间的实际距离基本相同。由图3和图5可以排除特高频信号来自外部干扰的可能性，检测到的异常特高频信号很可能来自电缆终端。
2)从图2可以看出，超声检测只检测到A、B两相电缆终端的超声波异常信号，而C相电缆终端的检测信号与背景图谱相似，说明A、B两相可能同时存在缺陷。
3)由图6可知，A、B两相的高频电流相位与C相的高频电流相位相同且相反，因此可能在C相或A、B相同时存在缺陷。结合超声波检测可以看出，A相和B相同时存在缺陷的可能性较高。结合特高频、超声波及高频电位定位定相分析，可判断114间隔电缆终端A、B相存在绝缘类放电缺陷。
四、设备现场解体
针对该缺陷，对114间隔电缆终端进行停电解体检修。经现场拆装检查，电缆终端GIS气室无异常。电缆端子内外环氧套与金属导电棒位置之间存在不同尺寸的气隙。同时，不排除环氧套管材料中存在气隙。为消除缺陷，要求厂家更换所有三相环氧套管和导电棒。完成后，对设备进行耐压、带电局部放电等检测，结果数据合格，进一步验证了以往带电局部放电检测的准确性。
结束语
1)定期在GIS设备中进行实时局部放电检测，密切关注GIS设备中断路器气室、PT气室、避雷器气室、电缆终端等部分测试信号的变化，有效发现潜在缺陷，避免设备故障。
2) 对GIS设备开展带电检测，采用特高频、超声波及接地高频电流等多种检测手段，进行综合分析，若发现缺陷，可结合SF6气体测试综合判断内部情况，准确判断缺陷类型及缺陷发生部位，为缺陷处理提供技术参考。
3)加强对新入网GIS设备的出厂、交接验收和抽检力度，重点关注电缆附件耐压、局部放电检测结果是否满足要求，严格把控新设备投运技术监督关，做到技术监督关口前移。
4)针对该类新投设备问题，应开展系统内同厂家、同型号电缆附件设备排查，加强带电检测检测力度，防止类似缺陷恶化导致故障发生。
参考文献
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论文作者:张逢旭,赵振虎,刘林
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/12
标签：缺陷论文; 信号论文; 电缆论文; 终端论文; 传感器论文; 电流论文; 图谱论文; 《基层建设》2019年第22期论文;