一起变电站异常局放信号的声电联合定位测试

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广东电网有限责任公司梅州供电局的研究人员郑荣生，在2018年第4期《电气技术》杂志上撰文，针对本单位某35kV变电站35kV开关柜出现暂态地电位信号偏大的问题，本文对该变电站进行了局放检测、定性、定位测试。

为了定性、定位的准确，本文采用了声电联合的测试方法。首先根据局放的特高频、超声、高频电流检测信号的谱图，判断其放电类型为悬浮放电，然后根据定位结果，找到了其放电源的位置。

2017年6月，对本单位某35kV变电站35kV开关柜进行特高频局放检测，在35kV Ⅰ段母线31PT开关柜发现异常特高频信号。表现为开关柜暂态地电位（TEV）信号全部偏大，包括背景值。

针对这种情况，本文开展了进一步的测试，对测量得到的局放信号的类型进行了分析。又开展了局放定位的测试，最终确定了放电源的位置，判断了放电原因，并给出了初步的处理意见。希望通过以上测试思路和过程，能够给试验工作人员一些  启示。

1  现场测试结果

图1所示为该变电站的接线图。表1所示为35kV开关柜体的TEV信号测试结果，可见暂态地电压背景值较高，相对值不超过20dB。由此可见，开关柜体本身的TEV测试结果正常，放电源来自于外部。

图1  变电站35kV部分接线图

表1  开关柜TEV信号测试结果

2  局放定位技术

1）定位方法分类

目前的局放检测技术，按照测试原理划分，可以分为电信号测量和非电信号测量。其中“非电”又可分为声学、光学、X射线等测量方法[1-4]。

2）基本定位原理

局放定位的基本原理即是在空间上不同位置安装多个传感器，从信号到达不同传感器的时间差来确定信号源的位置[5-7]。用于定位时，超声和特高频具备较多优点，目前受到广泛重视。

3）定位方法选择

超声定位的优点是非电信号，抗电磁干扰能力强，其缺点是衰减快，如有多个局放源容易产生混淆。特高频是一种较新的测试方法，优点是灵敏度高，抗干扰能力强；缺点是在设备内部，尤其是变压器中，特高频信号的反射、折射路径极为复杂，不利于定位。

因此，本文采用多种测试手段结合的方法，在定性、定位的过程中，都采用多种方法，以相互验证，务求定位结果准确无误。

3  局放类型判定

基于以上情况，本文采用了一套某公司生产的多功能局放测试仪，对放电信号进行了测试分析。该局部放电测试仪是一种多功能的手持仪器，基于地电波、超高频检测方法和超声波检测方法等多种测试，以测试电力设备的局部放电情况，较好地评估电气设备局部放电情况。

采用该仪器，再采用特高频、超声、高频电流3种局放检测探头，对开关柜室相应测试点进行了局放测试。测试结果如图2至图4所示，分别展示了特高频、超声、高频电流的放电谱图。

图2  特高频测试结果

图3  超声波幅值图谱

图4  高频电流测试图谱

从特高频测试结果来看，该信号具有异常局放特征，一周期出现两簇脉冲信号，且信号较大，符合悬浮放电的特征，初步判断为悬浮类放电。

从测试结果来看，超声波信号无异常。从高频电流测试结果来看，信号具有异常局放特征，一周期出现两簇脉冲信号，且信号较大，初步判断为悬浮类放电。

综上3种测试手段的测试结果，可基本确定放电源的放电类型为悬浮放电。其具体位置还需进一步测试确定。

4  局放源定位

为了进一步精确定位，本文又采用了某公司的变电站局部放电检测与定位系统，对局放进行了测试分析。该测试系统可在正常运行状态下对待测电力设备进行局部放电测试及诊断分析，并根据信号的传播时延和强度，精确定位和判定缺陷类型，评价缺陷的危害程度，以便了解和掌握设备的运行状况，提前预防，避免电力事故的发生。

定位测试首先在开关室内进行，经初步测试，发现距离一侧墙体附近信号较强。如图5所示，该墙体后面即为主变、出线杆塔场地，该拍照位置身后即为开关柜。此时布置了3个特高频传感器，   ①号靠近墙壁，②号、③号稍微远离墙壁，且二者排列与墙体平行。

图5  典型定位步骤一

从获得的检测波形发现，①号传感器信号超前于②号、③号传感器，说明信号源来自于开关室外部，接近②号、③号传感器连线中点-①号传感器连线方向。

注意到①号传感器附近有一个接地扁铁，采用高频电流测试了该扁铁的局放信号，如图6所示。

图6  典型定位步骤二

由检测波形发现，②号、③号传感器特高频信号与①号传感器高频电流信号对应，判断信号通过接地扁铁传递到开关室内部。

进一步发现，开关室接地扁铁任何位置均可检测到高频信号，说明在接地网络某处具有较强的一个信号，通过接地网络传递到开关室。

综合以上情况，可以得到一个初步结论：局放源来自于室外的主变、出线杆塔场地附近。在该处的悬浮带电体放电，耦合到地网中，并通过地网传播到开关室内。

因此，又进一步在室外进行了定位测试。方法仍是对比不同传感器的时间差，来判断局放源的方位，最终一步步接近放电源。如图7所示，图中不同编号代表不同传感器。

图7  典型定位步骤三

最终判断局放源位于某出线杆塔附近，如图8所示。此时绿色传感器超前红、黄色传感器。又在面对该杆塔的不同方向进行了测试，进一步肯定了该结论。图9所示为该杆塔的照片。

图8  最终定位结果

5  结论

由于某35kV变电站发现了TEV局放信号异常的情况，所以本文开展了局放检测、定型和定位的测试工作。

图9  该杆塔照片

通过特高频、超声、高频电流等测试手段的检测，结合其谱图特征，判断局放源为悬浮放电。

通过初步定位测试，判断局放源位于开关室外部，由悬浮放电耦合至地网，再通过地网传播到开关室内。

通过进一步的定位测试，最终确定局放源在某出线杆塔附近。在以后的工作中，建议加强关注，提高测试频率。可重点关注电缆头位置，有停电机会情况下可进行检查处理。