220kV某變電站站內聯絡電纜C相電纜終端沿面缺陷診斷
01線路基本情況
線路名稱220kV某變電站站內聯絡電纜，線路形式220kV變壓器與GIS之間一段聯絡電纜，線路長度60m，敷設方式電纜溝敷設，接地方式變壓器側直接接地，GIS側保護器接地。投運時間2014.02.15。裝置型號YJLW03-Z-127/220kV-1*1600mm²。缺陷位置GIS終端
02缺陷過程描述
電纜分公司帶電檢測工作人員進行例行高頻局放檢測時，在220kV某變電站2號主變220kV側受總電纜C相GIS終端處測得異常局放訊號，其圖譜如表1。放電訊號的相位有180°工頻相關性，正半周的放電脈衝數大於負半周的放電脈衝數，放電頻率呈一條“橫線”的形狀，放電波形呈典型震盪衰減現象。這些特徵表明其為絕緣內部放電或沿面放電，且放電源距離檢測點較近，電纜終端接頭放電的可能性最大，但是無法排除GIS內部絕緣件放電的可能。
表1 GIS側C相高頻檢測圖譜
3日後又對該終端進行復測，採用高頻、超聲波和特高頻等手段進行檢測，最終將缺陷位置精準定位在電纜GIS終端處，並停電處理。
03檢測資料分析
3.1高頻資料分析
檢測物件是一段變壓器與GIS之間的電纜聯絡線，電壓等級為220kV，長度為60m。該段電纜沒有中間接頭，僅有兩組充油套管終端，應力錐採用矽橡膠絕緣，外層為環氧樹脂套筒，結構如圖1所示。
圖1 GIS電纜終端結構示意圖
接地方式如圖2，變壓器側直接接地，GIS側保護接地。GIS側和變壓器側ABC三相的高頻檢測圖譜如表2。
圖2 聯絡線2202的接線圖
表2 高頻檢測圖譜
首先分析GIS側ABC三相的高頻檢測圖譜，從相點陣圖譜上分析，ABC三相均存在一簇相似放電訊號，且每簇訊號相位互差120°，C相的相位極性與A相和B相相反。表明ABC三相檢測到的高頻訊號是同一訊號，該訊號源於C相，透過接地線傳播至其他兩相的接地箱上。從頻率上分析，C相頻率集中在5.5-6.5MHz，A相頻率集中在5.5-6.5MHz，B相頻率集中在3.0-4.5MHz，AC兩相頻率較集中，B相頻率已發散。表明放電訊號在傳播到B相頻率發生了衰減，排除訊號來源於B相的可能。從波形上分析，C相的第一個波頭是向上，而AB相的第一個波頭都是向下的，採用高速示波器採集到同樣的檢測結果，如圖3所示（黃綠紅依次代表ABC三相），表明放電訊號源自C相。
圖3 高頻對比圖譜
再次分析變壓器側ABC三相的高頻檢測圖譜，從相點陣圖譜上分析，與GIS側ABC三相的特徵相似，表明訊號源自C相，從頻率上分析，C相頻率在2.5-3.6MHz，A相頻率在2.8-4.0MHz，B相頻率在2.6-4.2MHz，ABC三相都已發散，無法直接判斷。從波形上分析，變壓器側與GIS側ABC三相的特徵相似，表明訊號來自C相。
最後對比GIS側和變壓器側C相的高頻檢測圖譜，GIS側的放電幅值更大，放電頻率更集中，放電波形畸變率更小。所以最終確定訊號來自GIS側C相電纜終端內。
3.2超聲波檢測
採用AIA-2進行超聲波檢測，採用40倍放大倍率，在環氧樹脂套筒底部超聲最明顯，如圖4所示。
圖4 超聲波連續譜圖
在連續模式下，該訊號最大峰值16mV，50Hz相關性及100Hz相關性明顯，且100Hz相關性大於50Hz相關性。帶上耳機可以聽到明顯“嗡嗡”的放電聲音。
3.3特高頻檢測
採用莫克特高頻檢測儀進行特高頻檢測，檢測位置在環氧樹脂套筒底部，檢測譜圖如圖5所示。
圖5 特高頻PRPD譜圖
一個週期內正負半周均有訊號，正半周放電脈衝數多於負半周放電數，屬於典型的絕緣類放電。
3.4特高頻時延分析採用特高頻兩點時延的方法進行了定位，一個佈置在C相電纜終端根部環氧樹脂附近，另一個在2202-2隔離開關處的環氧樹脂盆附近，兩個感測器相距4.15m，如圖6所示。
圖6 感測器安裝示意圖
高速示波器採集到的兩感測器檢測到的放電訊號如圖7所示，統計平均值得到時差為10.5ns，特高頻的傳播速度為30cm/ns，確定放電點在電纜底部法蘭上方0.4-0.6m之間。
圖7
04缺陷解體驗證
結合高頻、超聲、特高頻及時延定位等檢測結果，確定放電訊號來自GIS側C相電纜終端，且放電現象明顯，屬於嚴重缺陷，需立即停電解體。
放完絕緣油，取下環氧套筒後，在應力錐上部發現明顯的放電灼燒痕跡，有許多炭黑結晶。如圖8所示，經測定在法蘭上部0.6-0.8m左右，與特高頻定位結果吻合，同時驗證了高頻檢測手段的有效性。
05缺陷原因分析
（1）產生區域性放電的原因是由於缺油造成的場強過於集中。
（2）缺油的原因是因為操作失誤注油沒有達到規定的標準，或金屬護套有沙眼存在滲油現象。
06反事故措施
站內聯絡電纜必須進行全面的狀態檢測，建議將全面的高頻檢測和接地環流檢測作為普測手段，特高頻和超聲波作為複測及精準定位的手段。
本文完