电力电缆以其占地面积少、环境友好等优点被大量应用在电力系统中〔1-5〕。高压电力电缆及其附件在生产、安装以及运行过程中可能存在各种缺陷,如绝缘中有气孔、杂质等,会使电缆绝缘水平在运行中逐步降低,产生局部放电现象〔6〕。根据电缆长期运行经验,在排除外力破坏情况下,电缆附件内部绝缘缺陷占电缆线路故障比重较高〔7-9〕。因此研究电缆运行缺陷,开展缺陷检测,特别是开展局部放电检测及定位受到了国内外众多专家的关注,是近年来研究的热点内容之一〔10〕。
目前国内外普遍认为,对XLPE电力电缆绝缘状况评价的最佳方法是局部放电检测技术〔11〕。但鉴于局部放电信号传播的复杂性,如何确定产生局部放电源的设备、部位是局部放电检测工作定性的难点和重点〔12-14〕。本文结合实际运行的GIS变电站带电检测工作,发现GIS电缆终端接头存在局部放电缺陷,开展缺陷定位并综合分析缺陷产生原因,通过现场解体查找,指出电缆终端接头存在的内在问题,为同类设备缺陷处理提供参考。
某110 kV GIS变电站投运不久开展带电检测工作,通过高频局部放电与超声局部放电综合检测发现504电缆终端气室特高频、超声波局部放电异常。初步判断504间隔电缆终端存在绝缘缺陷。
在电缆终端处检测到特高频信号异常 (如图1所示)。由于GIS盆式绝缘子为带金属法兰,仅预留一个较小的浇筑孔,在电缆气室相近的盆式绝缘子浇筑口处未检测到特高频异常信号。
图1 特高频检测图谱
超声波信号检测发现A、B相电缆终端处存在超声波异常信号。A、B、C三相电缆终端超声波信号图谱如图2所示,其中C相超声波信号图谱与背景图谱一致。
当时连队的成员是由老军垦和支边青年组成，文化水平都不高。一个高中生出现在连队是件很稀奇的事。两个月后，他被安排了一个不脱产的记分员，每天和大家一样劳动，下班前一个小时验收每个工人的成绩，下班后顾不上洗脸吃饭就整理当天每个职工的工作量和完成任务的百分比。然后站在房顶上拿着铁皮喇叭，向全连公布，天天如此。虽然这样很辛苦，但他从没喊过累、叫过苦。
图2 电缆终端超声波信号图谱
为进一步查找缺陷位置,采用特高频定位仪器,对检测到的特高频信号进行了定位分析,判断特高频信号来源。特高频平面定位分析检测位置示意图如图3所示,其中黄色传感器与绿色传感器距离为120 cm。根据图3所示的各检测位置,检测到的时延定位图谱如图4所示。
图3 特高频平面定位分析测试位置示意图
图4 时延定位图谱
如图4所示,三个测试位置中黄色传感器信号均超前绿色传感器信号4 ns左右。在垂直方向上采用特高频检测法开展定位分析,检测位置如图5所示,两传感器垂直方向距离为90 cm,黄色传感器信号超前绿色传感器信号约3 ns。
图5 现场垂直方向定位检测示意图
采用高频电流法进行定相,检测三相高频电流如图6所示。A、B相高频电流相位相同,与C相高频电流相位相反。
图6 高频电流检测图谱
1)根据图1中图谱可知,一个周期内有两簇信号集聚,在不同幅值范围内均有分布,具有悬浮电位放电或绝缘类放电缺陷特征。
2)由图2超声波信号图谱可知,超声波信号连续图谱具有明显的100 Hz相关性,相位图谱在一个周期内具有两簇明显的集聚,且打点在不同幅值范围内均有分布,具有绝缘类放电缺陷特征。
收集的资料既要涵盖高中低水、丰平枯年范围，又要反映现状年测站水文特性情况。根据以上原则，我们确定以下资料范围及内容：
综合分析,缺陷类型可能为绝缘类放电缺陷。
1)图4中黄色传感器信号超前绿色传感器大约4 ns,根据特高频传播速度计算,两传感器间计算距离大概为120 cm,计算距离与三个测试位置两传感器间实际距离基本相同;垂直方向黄色传感器信号超前绿色传感器信号3 ns左右,根据特高频传播速度计算,两传感器间计算距离大概为90 cm,计算距离与两传感器间实际距离基本相同。根据图3、图5可知,可以排除特高频信号来自外部干扰的可能,检测到的特高频异常信号很可能来自电缆终端。
2.2 实践工作坊的实施 “实践工作坊”要求多人参与，共同研习、共同合作操作。教师根据课程内容及大纲要求布置实践任务，各坊根据教师布置的学习任务进行研习与讨论，合作制定实验方案，协同完成实验，在实验完成后各坊展示实验产品，在展示过程中指出在实验过程中遇到的难点以及解决方案。展示完毕后，教师组织与实验课上其他工作坊对该实验方案的制定依据和实验过程中存在的问题进行讨论，并发表见解。经过几轮实验实训后，大部分学生会对果蔬加工工艺学有较为透彻的理解，实践操作水平大大提高，学生合作力、组织力、协调力、领导力等能力明显增强。
1.2.4 研究结局指标 疗效标准治愈，治愈：患者溃疡症状全部消失，或者局部只有略微发红现象，水肿消失。显效：其相关症状完全消失，溃疡大致全部愈合。有效：溃疡面积缩小，相关症状有明显改善。无效：溃疡缩小不明显，相关症状、体征基本无变化。以7 d为一个疗程。结果指标以总有效率、溃疡愈合时间、不良反应发生而制定。
2)根据图2可知,超声波检测仅在A、B相电缆终端检测到超声波异常信号,C相电缆终端检测信号与背景信号相同,说明缺陷很可能发生在A、B两相。
3)根据图6可知,A、B相高频电流相位相同,且与C相高频电流相位相反,则可能是C相存在缺陷或A、B相同时存在缺陷,结合超声波检测可知,A、B相同时存在缺陷的可能性较大。
结合特高频、超声波及高频电位定位定相分析,可判断504间隔电缆终端A、B相存在放电缺陷。
针对缺陷,对504间隔进行了停电解体检修。经现场解体检查,电缆终端GIS气室内无异常,电缆终端环氧套筒外部及内部与金属导电杆部位均存在大小不一的气隙,同时不排除环氧套筒材料内部存在气隙。为排除缺陷,要求厂家对三相环氧套筒及导电杆全部进行了更换,完成后开展了耐压、带电局部放电等检测数据均合格,进一步验证了此前带电局部放电检测的准确性。
1)定期开展GIS带电局部放电检测,密切关注GIS各气室、电缆终端等部位测试信号的变化,可以有效发现潜伏性缺陷,避免设备故障发生。
2)开展GIS带电检测缺陷查找时,采取特高频、超声波及接地高频电流等多种手段进行综合分析,并结合SF6气体湿度和成分测试综合判断内部情况,可以准确判断缺陷类型及缺陷发生部位,为缺陷处理提供技术参考。
3)加强新入网GIS设备的出厂、交接验收和抽检力度,重点关注电缆附件耐压、局部放电是否满足要求,严格把控新设备投运技术监督关,做到技术监督关口前移。
由于许多钨钼矿床主要是褶皱区发育的中晚期生成的，因此矿床成矿前的区域性断裂对成矿的控制作用就表现得十分明显，其中对脉状矿床的控制尤为直接而突出。
4)针对该类新投设备问题,应开展系统内同厂家、同型号电缆附件设备排查,加强带电检测检测力度,防止类似缺陷恶化导致故障发生。
随着沥青砂浆厚度的增加，其抗弯强度并未出现明显变化，当沥青砂浆过渡层厚度达到8 cm后，其他弯曲性能指标趋于稳定，故沥青砂浆厚度取8 cm。
参考文献
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