電力電纜以其占地面積少、環(huán)境友好等優(yōu)點被大量應用在電力系統(tǒng)中〔1-5〕。高壓電力電纜及其附件在生產、安裝以及運行過程中可能存在各種缺陷,如絕緣中有氣孔、雜質等,會使電纜絕緣水平在運行中逐步降低,產生局部放電現(xiàn)象〔6〕。根據(jù)電纜長期運行經(jīng)驗,在排除外力破壞情況下,電纜附件內部絕緣缺陷占電纜線路故障比重較高〔7-9〕。因此研究電纜運行缺陷,開展缺陷檢測,特別是開展局部放電檢測及定位受到了國內外眾多專家的關注,是近年來研究的熱點內容之一〔10〕。

目前國內外普遍認為,對XLPE電力電纜絕緣狀況評價的最佳方法是局部放電檢測技術〔11〕。但鑒于局部放電信號傳播的復雜性,如何確定產生局部放電源的設備、部位是局部放電檢測工作定性的難點和重點〔12-14〕。本文結合實際運行的GIS變電站帶電檢測工作,發(fā)現(xiàn)GIS電纜終端接頭存在局部放電缺陷,開展缺陷定位并綜合分析缺陷產生原因,通過現(xiàn)場解體查找,指出電纜終端接頭存在的內在問題,為同類設備缺陷處理提供參考。

1 異常情況簡述

某110 kV GIS變電站投運不久開展帶電檢測工作,通過高頻局部放電與超聲局部放電綜合檢測發(fā)現(xiàn)504電纜終端氣室特高頻、超聲波局部放電異常。初步判斷504間隔電纜終端存在絕緣缺陷。

2 檢測數(shù)據(jù)分析

2.1 特高頻檢測

在電纜終端處檢測到特高頻信號異常 (如圖1所示)。由于GIS盆式絕緣子為帶金屬法蘭,僅預留一個較小的澆筑孔,在電纜氣室相近的盆式絕緣子澆筑口處未檢測到特高頻異常信號。

圖1 特高頻檢測圖譜

2.2 超聲波檢測

超聲波信號檢測發(fā)現(xiàn)A、B相電纜終端處存在超聲波異常信號。A、B、C三相電纜終端超聲波信號圖譜如圖2所示,其中C相超聲波信號圖譜與背景圖譜一致。

當時連隊的成員是由老軍墾和支邊青年組成，文化水平都不高。一個高中生出現(xiàn)在連隊是件很稀奇的事。兩個月后，他被安排了一個不脫產的記分員，每天和大家一樣勞動，下班前一個小時驗收每個工人的成績，下班后顧不上洗臉吃飯就整理當天每個職工的工作量和完成任務的百分比。然后站在房頂上拿著鐵皮喇叭，向全連公布，天天如此。雖然這樣很辛苦，但他從沒喊過累、叫過苦。

圖2 電纜終端超聲波信號圖譜

2.3 特高頻定位檢測

為進一步查找缺陷位置,采用特高頻定位儀器,對檢測到的特高頻信號進行了定位分析,判斷特高頻信號來源。特高頻平面定位分析檢測位置示意圖如圖3所示,其中黃色傳感器與綠色傳感器距離為120 cm。根據(jù)圖3所示的各檢測位置,檢測到的時延定位圖譜如圖4所示。

圖3 特高頻平面定位分析測試位置示意圖

圖4 時延定位圖譜

如圖4所示,三個測試位置中黃色傳感器信號均超前綠色傳感器信號4 ns左右。在垂直方向上采用特高頻檢測法開展定位分析,檢測位置如圖5所示,兩傳感器垂直方向距離為90 cm,黃色傳感器信號超前綠色傳感器信號約3 ns。

圖5 現(xiàn)場垂直方向定位檢測示意圖

2.4 高頻電流定相分析

采用高頻電流法進行定相,檢測三相高頻電流如圖6所示。A、B相高頻電流相位相同,與C相高頻電流相位相反。

圖6 高頻電流檢測圖譜

3 缺陷定性分析

3.1 缺陷類型分析

1)根據(jù)圖1中圖譜可知,一個周期內有兩簇信號集聚,在不同幅值范圍內均有分布,具有懸浮電位放電或絕緣類放電缺陷特征。

2)由圖2超聲波信號圖譜可知,超聲波信號連續(xù)圖譜具有明顯的100 Hz相關性,相位圖譜在一個周期內具有兩簇明顯的集聚,且打點在不同幅值范圍內均有分布,具有絕緣類放電缺陷特征。

收集的資料既要涵蓋高中低水、豐平枯年范圍，又要反映現(xiàn)狀年測站水文特性情況。根據(jù)以上原則，我們確定以下資料范圍及內容：

綜合分析,缺陷類型可能為絕緣類放電缺陷。

3.2 缺陷定位分析

1)圖4中黃色傳感器信號超前綠色傳感器大約4 ns,根據(jù)特高頻傳播速度計算,兩傳感器間計算距離大概為120 cm,計算距離與三個測試位置兩傳感器間實際距離基本相同;垂直方向黃色傳感器信號超前綠色傳感器信號3 ns左右,根據(jù)特高頻傳播速度計算,兩傳感器間計算距離大概為90 cm,計算距離與兩傳感器間實際距離基本相同。根據(jù)圖3、圖5可知,可以排除特高頻信號來自外部干擾的可能,檢測到的特高頻異常信號很可能來自電纜終端。

2.2 實踐工作坊的實施 “實踐工作坊”要求多人參與，共同研習、共同合作操作。教師根據(jù)課程內容及大綱要求布置實踐任務，各坊根據(jù)教師布置的學習任務進行研習與討論，合作制定實驗方案，協(xié)同完成實驗，在實驗完成后各坊展示實驗產品，在展示過程中指出在實驗過程中遇到的難點以及解決方案。展示完畢后，教師組織與實驗課上其他工作坊對該實驗方案的制定依據(jù)和實驗過程中存在的問題進行討論，并發(fā)表見解。經(jīng)過幾輪實驗實訓后，大部分學生會對果蔬加工工藝學有較為透徹的理解，實踐操作水平大大提高，學生合作力、組織力、協(xié)調力、領導力等能力明顯增強。

1.2.4 研究結局指標 療效標準治愈，治愈：患者潰瘍癥狀全部消失，或者局部只有略微發(fā)紅現(xiàn)象，水腫消失。顯效：其相關癥狀完全消失，潰瘍大致全部愈合。有效：潰瘍面積縮小，相關癥狀有明顯改善。無效：潰瘍縮小不明顯，相關癥狀、體征基本無變化。以7 d為一個療程。結果指標以總有效率、潰瘍愈合時間、不良反應發(fā)生而制定。

2)根據(jù)圖2可知,超聲波檢測僅在A、B相電纜終端檢測到超聲波異常信號,C相電纜終端檢測信號與背景信號相同,說明缺陷很可能發(fā)生在A、B兩相。

3)根據(jù)圖6可知,A、B相高頻電流相位相同,且與C相高頻電流相位相反,則可能是C相存在缺陷或A、B相同時存在缺陷,結合超聲波檢測可知,A、B相同時存在缺陷的可能性較大。

結合特高頻、超聲波及高頻電位定位定相分析,可判斷504間隔電纜終端A、B相存在放電缺陷。

4 設備現(xiàn)場解體

針對缺陷,對504間隔進行了停電解體檢修。經(jīng)現(xiàn)場解體檢查,電纜終端GIS氣室內無異常,電纜終端環(huán)氧套筒外部及內部與金屬導電桿部位均存在大小不一的氣隙,同時不排除環(huán)氧套筒材料內部存在氣隙。為排除缺陷,要求廠家對三相環(huán)氧套筒及導電桿全部進行了更換,完成后開展了耐壓、帶電局部放電等檢測數(shù)據(jù)均合格,進一步驗證了此前帶電局部放電檢測的準確性。

5 結語

1)定期開展GIS帶電局部放電檢測,密切關注GIS各氣室、電纜終端等部位測試信號的變化,可以有效發(fā)現(xiàn)潛伏性缺陷,避免設備故障發(fā)生。

2)開展GIS帶電檢測缺陷查找時,采取特高頻、超聲波及接地高頻電流等多種手段進行綜合分析,并結合SF6氣體濕度和成分測試綜合判斷內部情況,可以準確判斷缺陷類型及缺陷發(fā)生部位,為缺陷處理提供技術參考。

3)加強新入網(wǎng)GIS設備的出廠、交接驗收和抽檢力度,重點關注電纜附件耐壓、局部放電是否滿足要求,嚴格把控新設備投運技術監(jiān)督關,做到技術監(jiān)督關口前移。

由于許多鎢鉬礦床主要是褶皺區(qū)發(fā)育的中晚期生成的，因此礦床成礦前的區(qū)域性斷裂對成礦的控制作用就表現(xiàn)得十分明顯，其中對脈狀礦床的控制尤為直接而突出。

4)針對該類新投設備問題,應開展系統(tǒng)內同廠家、同型號電纜附件設備排查,加強帶電檢測檢測力度,防止類似缺陷惡化導致故障發(fā)生。

隨著瀝青砂漿厚度的增加，其抗彎強度并未出現(xiàn)明顯變化，當瀝青砂漿過渡層厚度達到8 cm后，其他彎曲性能指標趨于穩(wěn)定，故瀝青砂漿厚度取8 cm。

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