特高頻檢測發現220kV變電站110kV某電纜終端絕緣氣隙放電

t1   案例經過 


2016年11月26日,對110kV某線路間隔進行特高頻、超聲、高頻電流局放檢測時,發現110kV該線路出線電纜終端氣室內存在絕緣氣隙放電特高頻信號,幅值為54dB,超聲及高頻電流測試未見明顯放電特征。經特高頻時差定位法,定位放電位置在110kV該線路電纜終端氣室內C相電纜頭區域,判斷C相電纜頭環氧樹脂內絕緣氣隙放電。

2016年12月02日結合停電計劃對該110kV線路電纜終端氣室開罐檢修處理,處理過程如下:

(1)現場開罐對三相電纜頭進行檢查,外表未發現明顯放電痕跡,拆下C相電纜終端頭對電纜應力錐檢查也未見明顯放電痕跡。

(2)現場對拆下的C相電纜終端頭進行耐壓局放測試,加壓至36kV時,特高頻開始出現絕緣放電脈沖信號,持續加壓至48kV時,放電信號幅值明顯增大,脈沖數明顯密集,說明放電源在電纜終端頭內部。

(3)應用醫用X光掃描成像對C相電纜終端頭進行多角度掃描,掃描發現C相電纜終端頭應力錐部位3條明顯黑影,判斷為環氧樹脂內部裂紋,確定了絕緣氣隙放電缺陷位置。


t1   檢測方法及主要步驟


檢測人員利用PDS-T90設備特高頻檢測模式,將特高頻傳感器放置在110kV該線路電纜終端GIS下部測試,檢測到絕緣氣隙放電特高頻脈沖信號,幅值最大為54dB。通過定位儀器PDS-G1500特高頻時差法定位,定位放電位置在110kV該線路電纜終端氣室內C相電纜頭區域。測試過程如圖1所示:

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圖1 特高頻測試及定位照片

局放信號分析及定位

1、特高頻測試結果

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圖2 特高頻背景信號             圖3 該線路A相電纜測試信號

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圖4 該線路B相電纜測試信號        圖5 該線路C相電纜測試信號

分析:由圖可見特高頻在110kV GIS設備區檢測未見異常局放脈沖信號,在110kV該線路出線ABC三相電纜頭處檢測到異常特高頻局放信號,異常信號脈沖數較多,脈沖信號在一、三象限具有一大一小兩簇特征,幅值大小均有分布,綜合判斷放電類型為絕緣放電。ABC三相電纜頭處特高頻異常信號幅值對比,可見C相脈沖數及幅值都較大,初步判斷放電源位置在C相。

2、超聲測試結果

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圖6 110kV該線路電纜氣室超聲測試及超聲信號圖譜

分析:對110kV該線路電纜氣室超聲檢測,超聲幅值未見異常,超聲頻率成份1、2未見異常,綜合判斷局放超聲測試正常。

3、高頻電流測試結果

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圖7 110kV該線路電纜屏蔽接地線高頻電流測試及高頻信號圖譜

分析:對110kV該線路電纜ABC相屏蔽接地線高頻電流局放檢測,由高頻電流PRPD/PRPS圖譜可見脈沖幅值較小,且容易受電纜外界干擾,現階段該高頻信號難以有效分析電纜放電情況。

4、特高頻時差定位

(1)110kV該線路電纜終端氣室異常放電信號類型分析

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圖8 110kV該線路電纜終端氣室10ms示波器圖

分析:由圖8示波器10ms圖可見特高頻局放脈沖信號周期內出現一大一小兩簇信號,具有明顯相位相關性,信號脈沖數較多,幅值大小均有分布,具有絕緣放電特征,幅值最大為1.55V,放電信號較大,放電程度較嚴重。

(2)110kV該線路電纜終端氣室異常信號定位分析

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圖9 ABC三相電纜頭特高頻傳感器放置圖及示波器定位波形圖

分析:由圖9所示ABC三相電纜頭處放置特高頻傳感器,由示波器定位波形圖可見C相波形起始沿超前A、B兩相波形起始沿,說明信號更靠近C相傳感器,且C相傳感器信號測試幅值時,明顯大于A、B兩相信號幅值,綜合判斷放電源來自C相。

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圖10該線路電纜終端氣室傳感器放置圖及示波器定位波形圖

分析:由圖10所示紅、黃兩傳感器放置時,紅色傳感器波形超前黃色傳感器波形5ns,折算時差距離為150cm(1ns時差距離為30cm),對測試GIS氣室進行距離測量,測量數據如下:

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由上圖數據可見紅、黃傳感器之間測量最短傳播距離為200cm,假設放電源距離紅色傳感器距離為x,距離黃色傳感器距離為y,則有:

                   x+y=200cm    y-x=150cm

經計算x=25cm,說明放電源距離紅色傳感器25cm左右,由于測量及傳播途徑存在一定誤差,綜合判斷放電源高度在電纜終端氣室距離氣室底部約5cm左右(誤差在±10cm左右)。

結合上述定位過程及距離計算,綜合判斷110kV該出線電纜終端氣室局放源位置在電纜終端氣室內C相電纜如下圖11紅色標注區域內。

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圖11 110kV該線路電纜終端氣室C相電纜終端局放源位置

t1   異常信號處理


2016年12月02日結合停電計劃對該220kV變電站110kV該線路電纜終端氣室開罐檢修處理,拆下C相電纜終端頭,具體處理過程如下:

1、C相電纜終端頭解體現場

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圖12 110kV該線路電纜終端氣室C相電纜終端解體現場照片

C相電纜終端頭耐壓局放測試

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圖13 110kV該線路電纜終端氣室C相電纜終端耐壓局放測試照片

對拆下的C相電纜終端頭進行耐壓局放測試,測試數據如下:

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圖14 未加壓時特高頻背景信號圖15 加壓過程中環境背景信號

分析:由圖14可見未加壓時特高頻背景信號只存在較小噪聲干擾,未見明顯局部放電脈沖信號。由圖15可見加壓過程中,特高頻背景信號存在較小噪聲干擾,也未見局部放電脈沖信號。綜合判斷環境中不存在局部放電信號干擾。

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圖16 加壓至36kV時C相電纜終端頭圖17 加壓至48kV時C相電纜終端頭

傳感器特高頻信號傳感器特高頻信號

分析:如圖16所示,對C相電纜終端頭加壓至36kV時,開始出現特高頻異常局放信號,異常信號具有絕緣放電特征。繼續加壓至48kV時,特高頻局放異常信號幅值明顯增大,脈沖數更加密集,說明局部放電信號隨著電壓增高,放電量逐漸增大。

通過對C相電纜終端頭耐壓局放測試特高頻信號與環境背景信號對比,確定特高頻局放信號來自C相電纜終端頭。

(3)C相電纜終端頭醫用X光掃描成像分析

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圖18 C相電纜終端頭醫用X光成像現場照片

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圖19 C相電纜終端頭醫用X光成像內部缺陷位置

分析:通過醫用X光成像照片可見,C相電纜終端頭內部存在3條明顯黑影,由X光成像材料密度分析可判斷C相電纜終端頭絕緣內部存在3條長度不一的裂紋。

通過局部放電檢測定位結果及醫用X光成像綜合分析,110kV該線路電纜終端氣室C相電纜終端頭絕緣氣隙局部放電缺陷位置如下圖20所示:

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圖20 C相電纜終端頭內部裂紋缺陷位置及高度


創建時間:2018-08-09 15:54
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