冷雪敏+高陽+許傲然

摘 要：本文針對(duì)GIS設(shè)備發(fā)生局部放電時(shí)，產(chǎn)生高頻電磁波的特性，研究利用超高頻檢測(cè)技術(shù)，針對(duì)設(shè)備放電進(jìn)行定位及檢測(cè)。針對(duì)所研發(fā)技術(shù)進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)，采用試驗(yàn)用變壓器對(duì)GIS設(shè)備加載電壓，模擬相關(guān)懸浮電位故障和金屬微粒故障進(jìn)行超高頻檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果證明，超高頻檢測(cè)技術(shù)，可以準(zhǔn)確判斷出設(shè)備故障發(fā)生的位置，通過同種型號(hào)設(shè)備故障模擬錄波，建成設(shè)備故障數(shù)據(jù)庫，可以有效準(zhǔn)確的判定電力系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的故障類型。

關(guān)鍵詞：局部放電；高頻檢測(cè)；開關(guān)缺陷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.025

1 引言

GIS是目前我國(guó)電力系統(tǒng)中常見的電器開關(guān)設(shè)備，由于其密封性，很難檢測(cè)內(nèi)部相關(guān)故障，尤其是電氣故障中最常見的局部放電故障。本文經(jīng)過研究，針對(duì)GIS設(shè)備發(fā)生局部放電時(shí)，產(chǎn)生高頻電磁波的特性，研究利用超高頻檢測(cè)技術(shù)，針對(duì)設(shè)備放電進(jìn)行定位及檢測(cè)。針對(duì)所研發(fā)技術(shù)進(jìn)行測(cè)試試驗(yàn)，采用試驗(yàn)用變壓器對(duì)GIS設(shè)備加載電壓，模擬相關(guān)懸浮電位故障和金屬微粒故障進(jìn)行超高頻檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果證明，超高頻檢測(cè)技術(shù)，可以準(zhǔn)確判斷出設(shè)備故障發(fā)生的位置，通過同種型號(hào)設(shè)備故障模擬錄波，建成設(shè)備故障數(shù)據(jù)庫，可以有效準(zhǔn)確的判定電力系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的故障類型。

2 試驗(yàn)設(shè)備

高頻檢測(cè)電磁波實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)電壓加載設(shè)備采用無局放試驗(yàn)變壓器，針對(duì) GIS設(shè)備加載電壓至63kV，高頻電磁信號(hào)測(cè)試儀放置在阻容分壓器低壓端，考慮到設(shè)備分壓器的具有容性阻抗，造成設(shè)備初始相角超前現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)添加了相角調(diào)整裝置，使放電信號(hào)的電磁波測(cè)量值，在容易檢測(cè)的Ⅰ、Ⅱ相限內(nèi)。具體操作為在變壓器端子懸掛金屬線，在升壓過程中觀測(cè)相角的具體數(shù)值，當(dāng)放電信號(hào)初始相角達(dá)到90°時(shí)，啟動(dòng)高頻測(cè)試裝置，采集信號(hào)，記錄相關(guān)波形。

3 試驗(yàn)分析

本文針對(duì)GIS設(shè)備內(nèi)部常見局部放電兩種情況，即懸浮電位放電和金屬粒子放電兩種進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)額定加載電壓63kV，觀測(cè)相角位置，利用超聲波設(shè)備記錄設(shè)備故障的相關(guān)圖譜，通過頻譜分析判定系統(tǒng)放電特性及故障狀態(tài)，形成數(shù)據(jù)庫文本。

懸浮電位超高頻放電特性圖譜如圖1所示，通過GIS設(shè)備外殼超聲波設(shè)備的記錄顯示，可以看出懸浮電位故障工頻耐壓水平較低，放電次數(shù)隨著所加載電壓的升高，逐步增加，放電幅值較大，但測(cè)量信號(hào)幅值比較穩(wěn)定，并不隨著電壓改變，同時(shí)信號(hào)的相位位置較為固定，一般對(duì)應(yīng)出現(xiàn)在Ⅰ、Ⅲ象限。

金屬微粒放電故障實(shí)驗(yàn)特性圖譜如圖2所示，通過GIS設(shè)備外殼超聲波設(shè)備的記錄顯示，可以看出放電位置由于金屬粒子的不確定性，放電位置較為分散，放電點(diǎn)沒有集中現(xiàn)象出現(xiàn)，測(cè)量信號(hào)相位信號(hào)同懸浮電位實(shí)驗(yàn)的特性較為一致，相位信號(hào)多對(duì)稱出現(xiàn)在Ⅰ、Ⅲ象限，同時(shí)由于放電位置不確定性，放電信號(hào)的幅值也無規(guī)律可循，放電幅值基本上不隨著電壓升高而改變，但放電次數(shù)隨著加載電壓的升高，次數(shù)逐漸增多。

4 結(jié)論

本文針對(duì)發(fā)生局部放電時(shí)產(chǎn)生高頻電磁波的特性，利用高頻檢測(cè)設(shè)備固定在GIS設(shè)備外殼，模擬相關(guān)放電故障，記錄放電幅值，相位，次數(shù)并構(gòu)成相應(yīng)的頻譜特性圖。在針對(duì)GIS設(shè)備內(nèi)部懸浮電位故障和金屬微粒故障進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)不同的放電故障將體現(xiàn)出不同性質(zhì)的頻譜特性，如果可以針對(duì)以上的頻譜特性形成數(shù)據(jù)庫，通過模擬各種故障豐富完善數(shù)據(jù)庫資源，那么將形成針對(duì)GIS設(shè)備故障檢測(cè)數(shù)據(jù)庫，切實(shí)解決了電力系統(tǒng)密封開關(guān)設(shè)備的故障判斷問題，豐富電力系統(tǒng)設(shè)備檢測(cè)技術(shù)，方便電力系統(tǒng)運(yùn)行檢修工作，保障供電可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]李娟，李明，金子惠.GIS設(shè)備局部放電缺陷診斷分析[J].高壓電器，2014（10）.

[2]谷凱凱，郭江.緊致融合模糊集和故障樹的變壓器故障診斷[J].高電壓技術(shù)，2014（05）.

[3]譚向宇，楊卓，趙現(xiàn)平，王科，彭晶，王衛(wèi)東.基于飛行圖模式的GIS內(nèi)金屬性缺陷超聲信號(hào)特性研究[J].高壓電器，2013（05）.

[4]李國(guó)偉，章濤，王俊波，劉衛(wèi)東.基于超高頻法的GIS局部放電類型判斷方法[J].高壓電器，2013（01）.