220kV某变电站站内联络电缆C相电缆终端沿面缺陷诊断

01线路基本情况

线路名称220kV某变电站站内联络电缆，线路形式220kV变压器与GIS之间一段联络电缆，线路长度60m，敷设方式电缆沟敷设，接地方式变压器侧直接接地，GIS侧保护器接地。投运时间2014.02.15。设备型号YJLW03-Z-127/220kV-1*1600mm2。缺陷位置GIS终端

02缺陷过程描述

电缆分公司带电检测工作人员进行例行高频局放检测时，在220kV某变电站2号主变220kV侧受总电缆C相GIS终端处测得异常局放信号，其图谱如表1。放电信号的相位有180°工频相关性，正半周的放电脉冲数大于负半周的放电脉冲数，放电频率呈一条横线的形状，放电波形呈典型震荡衰减现象。这些特征表明其为绝缘内部放电或沿面放电，且放电源距离检测点较近，电缆终端接头放电的可能性最大，但是无法排除GIS内部绝缘件放电的可能。

表1 GIS侧C相高频检测图谱

3日后又对该终端进行复测，采用高频、超声波和特高频等手段进行检测，最终将缺陷位置精准定位在电缆GIS终端处，并停电处理。

03检测数据分析

3.1高频数据分析

检测对象是一段变压器与GIS之间的电缆联络线，电压等级为220kV，长度为60m。该段电缆没有中间接头，仅有两组充油套管终端，应力锥采用硅橡胶绝缘，外层为环氧树脂套筒，结构如图1所示。

图1 GIS电缆终端结构示意图

接地方式如图2，变压器侧直接接地，GIS侧保护接地。GIS侧和变压器侧ABC三相的高频检测图谱如表2。

图2 联络线2202的接线图

表2 高频检测图谱

首先分析GIS侧ABC三相的高频检测图谱，从相位图谱上分析，ABC三相均存在一簇相似放电信号，且每簇信号相位互差120°，C相的相位极性与A相和B相相反。表明ABC三相检测到的高频信号是同一信号，该信号源于C相，通过接地线传播至其他两相的接地箱上。从频率上分析，C相频率集中在5.5-6.5MHz，A相频率集中在5.5-6.5MHz，B相频率集中在3.0-4.5MHz，AC两相频率较集中，B相频率已发散。表明放电信号在传播到B相频率发生了衰减，排除信号来源于B相的可能。从波形上分析，C相的第一个波头是向上，而AB相的第一个波头都是向下的，采用高速示波器采集到同样的检测结果，如图3所示（黄绿红依次代表ABC三相），表明放电信号源自C相。

图3 高频对比图谱

再次分析变压器侧ABC三相的高频检测图谱，从相位图谱上分析，与GIS侧ABC三相的特征相似，表明信号源自C相，从频率上分析，C相频率在2.5-3.6MHz，A相频率在2.8-4.0MHz，B相频率在2.6-4.2MHz，ABC三相都已发散，无法直接判断。从波形上分析，变压器侧与GIS侧ABC三相的特征相似，表明信号来自C相。

最后对比GIS侧和变压器侧C相的高频检测图谱，GIS侧的放电幅值更大，放电频率更集中，放电波形畸变率更小。所以最终确定信号来自GIS侧C相电缆终端内。

3.2超声波检测

采用AIA-2进行超声波检测，采用40倍放大倍率，在环氧树脂套筒底部超声最明显，如图4所示。

图4 超声波连续谱图

在连续模式下，该信号最大峰值16mV，50Hz相关性及100Hz相关性明显，且100Hz相关性大于50Hz相关性。带上耳机可以听到明显嗡嗡的放电声音。

3.3特高频检测

采用莫克特高频检测仪进行特高频检测，检测位置在环氧树脂套筒底部，检测谱图如图5所示。

图5 特高频PRPD谱图

一个周期内正负半周均有信号，正半周放电脉冲数多于负半周放电数，属于典型的绝缘类放电。

3.4特高频时延分析

采用特高频两点时延的方法进行了定位，一个布置在C相电缆终端根部环氧树脂附近，另一个在2202-2隔离开关处的环氧树脂盆附近，两个传感器相距4.15m，如图6所示。

图6 传感器安装示意图

高速示波器采集到的两传感器检测到的放电信号如图7所示，统计平均值得到时差为10.5ns，特高频的传播速度为30cm/ns，确定放电点在电缆底部法兰上方0.4-0.6m之间。

图7

04缺陷解体验证

结合高频、超声、特高频及时延定位等检测结果，确定放电信号来自GIS侧C相电缆终端，且放电现象明显，属于严重缺陷，需立即停电解体。

放完绝缘油，取下环氧套筒后，在应力锥上部发现明显的放电灼烧痕迹，有许多炭黑结晶。如图8所示，经测定在法兰上部0.6-0.8m左右，与特高频定位结果吻合，同时验证了高频检测手段的有效性。

05缺陷原因分析

（1）产生局部放电的原因是由于缺油造成的场强过于集中。

（2）缺油的原因是因为操作失误注油没有达到规定的标准，或金属护套有沙眼存在渗油现象。

06反事故措施

站内联络电缆必须进行全面的状态检测，建议将全面的高频检测和接地环流检测作为普测手段，特高频和超声波作为复测及精准定位的手段。

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本文完