董偉

摘要：通過對(duì)GIS（封閉式組合電器）發(fā)生閃絡(luò)機(jī)理的分析，合理采用相對(duì)應(yīng)的方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓狀態(tài)下故障點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)和定位，同時(shí)結(jié)合GIS設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，介紹了超聲波傳感器的布置原則，有效地提高了故障定位效率并且節(jié)省故障處理時(shí)間，最后還對(duì)GIS結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試注意事項(xiàng)提出了合理化建議。

關(guān)鍵詞：GIS；閃絡(luò)；故障定位；超聲波檢測(cè)

為滿足電氣設(shè)備使用數(shù)量激增，電壓等級(jí)和設(shè)備的集成度要求進(jìn)一步提高，GIS被研發(fā)推廣，GIS的顯著特點(diǎn)是占地面積較小、密封性好、受環(huán)境影響較小、運(yùn)行可靠性高、檢修周期長(zhǎng)、維護(hù)工作量少、運(yùn)行費(fèi)用低等，現(xiàn)階段，在全國(guó)范圍內(nèi)變電站建設(shè)工作中廣泛被應(yīng)用。在應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備受惡劣天氣、電力系統(tǒng)故障、設(shè)備自身制造工藝缺陷等各方面的影響，導(dǎo)致在高電壓作用下會(huì)產(chǎn)生閃絡(luò)現(xiàn)象，造成內(nèi)部絕緣擊穿，嚴(yán)重危害設(shè)備及人身安全。為此，本文主要闡述GIS現(xiàn)場(chǎng)閃絡(luò)故障定位關(guān)鍵技術(shù)措施應(yīng)用及注意事項(xiàng)。

1閃絡(luò)產(chǎn)生的原因

通過對(duì)GIS的自身組成部分的分析研究，發(fā)現(xiàn)GIS現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生閃絡(luò)的主要原因是由于SF6氣體途經(jīng)固體絕緣介質(zhì)表層時(shí)產(chǎn)生的放電現(xiàn)象導(dǎo)致的。SF6中固體絕緣介質(zhì)表層產(chǎn)生放電現(xiàn)象的主要原因是由于絕緣介質(zhì)表層電場(chǎng)的強(qiáng)弱程度發(fā)生突變所引起的，引起絕緣介質(zhì)表層電場(chǎng)強(qiáng)弱程度發(fā)生突變的原因主要是由于在制作過程中或者安裝過程中，絕緣表面的不平整、懸浮顆粒等都將導(dǎo)致耐壓過程中閃絡(luò)。

2GIS現(xiàn)場(chǎng)閃絡(luò)故障檢測(cè)方法

GIS現(xiàn)場(chǎng)閃絡(luò)故障檢測(cè)的主要方法有：常規(guī)檢測(cè)法、超高頻檢測(cè)法、化學(xué)檢測(cè)法、超聲波檢測(cè)法等。

2.1常規(guī)檢測(cè)法

常規(guī)檢測(cè)法又稱為脈沖電流檢測(cè)法，該方法主要是借助于耦合電容器測(cè)量絕緣介質(zhì)放電時(shí)產(chǎn)生的脈沖電流，其具有方法簡(jiǎn)單、易于操作，但是對(duì)檢測(cè)環(huán)境要求很嚴(yán)格，如果檢測(cè)環(huán)境存在電磁，將會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差。

2.2化學(xué)檢測(cè)法

化學(xué)檢測(cè)法主要是對(duì)SF6氣體產(chǎn)生的分解物SOF2和SO2F2的含量進(jìn)行檢測(cè)，然后根據(jù)分解物SOF2和SO2F2的含量來判斷是否發(fā)生閃絡(luò)放電，該方法存在的不足之處就是需要較長(zhǎng)的檢測(cè)周期，其檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性也會(huì)受到檢測(cè)人員自身的影響。

2.3超聲波檢測(cè)法

超聲波檢測(cè)法主要是通過對(duì)超聲波能量的捕捉，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障點(diǎn)的檢測(cè)和定位。該方法不易受環(huán)境的電磁干擾，且操作方便，已在故障診斷和定位領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

3GIS現(xiàn)場(chǎng)閃絡(luò)定位關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

3.1GIS現(xiàn)場(chǎng)閃絡(luò)故障定位的操作流程

本次GIS交流耐壓試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)閃絡(luò)故障定位技術(shù)的應(yīng)用中，主要是利用超聲波檢測(cè)閃絡(luò)定位裝置對(duì)GIS內(nèi)部閃絡(luò)故障點(diǎn)進(jìn)行定位，具體操作流程如（下圖為檢測(cè)裝置和操作現(xiàn)場(chǎng)）：

檢測(cè)裝置和操作現(xiàn)場(chǎng)

第一步，升壓前在GIS設(shè)備氣室各選定檢測(cè)點(diǎn)，并安裝上檢測(cè)裝置；

第二步，耐壓開始即啟動(dòng)閃絡(luò)定位裝置，接收各檢測(cè)點(diǎn)檢測(cè)信號(hào)；

第三步，耐壓過程中通過超聲波傳感器所接收到的聲波信號(hào)強(qiáng)弱，結(jié)合裝置系統(tǒng)繪制的檢測(cè)圖譜所顯示的聲波脈沖信號(hào)幅值、時(shí)刻等特征比較分析；

第四步，通過聲波脈沖信號(hào)幅值和脈沖信號(hào)時(shí)差進(jìn)行定位。

3.2GIS現(xiàn)場(chǎng)閃絡(luò)故障定位的模擬試驗(yàn)

GIS現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)閃絡(luò)故障定位裝置關(guān)鍵技術(shù)通過了以下模擬試驗(yàn)，定位準(zhǔn)確可靠。

3.2.1內(nèi)部尖端閃絡(luò)檢測(cè)

在氣室內(nèi)部放置尖端，并施加相應(yīng)工頻電壓對(duì)其進(jìn)行耐壓檢測(cè)，待產(chǎn)生閃絡(luò)進(jìn)行放電后停止。

3.2.2內(nèi)部氣體間隙閃絡(luò)檢測(cè)

通過調(diào)節(jié)氣室的相關(guān)隔離類開關(guān)或者動(dòng)靜觸頭間的距離，采用人工方式設(shè)置放電源和調(diào)節(jié)放電時(shí)的電壓，施加相對(duì)應(yīng)工頻電壓對(duì)其進(jìn)行耐壓檢測(cè)，待產(chǎn)生閃絡(luò)放電擊穿后停止檢測(cè)。

3.3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求

第一：GIS交流耐壓試驗(yàn)過程中有條件時(shí)必須進(jìn)行閃絡(luò)定位的檢測(cè)工作，該項(xiàng)工作是判斷和定位擊穿故障位置的關(guān)鍵，為下一步的分析提供必要的數(shù)據(jù)支持，有效縮短故障解體檢修時(shí)間。

第二：采用超聲波法故障定位分析時(shí)，第一要統(tǒng)一分析每個(gè)傳感器接收到的聲波信號(hào)強(qiáng)弱，結(jié)合裝置系統(tǒng)繪制的檢測(cè)圖譜所顯示的聲波脈沖信號(hào)幅值、時(shí)刻等特征比較分析，避免出現(xiàn)定位誤判。

4結(jié)語

利用超聲波傳感器檢測(cè)接收閃絡(luò)產(chǎn)生的聲波脈沖信號(hào)，通過聲波脈沖信號(hào)幅值和時(shí)差對(duì)GIS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)故障點(diǎn)定位分析，最終得出該方法在閃絡(luò)故障檢測(cè)及故障點(diǎn)定位應(yīng)用中的準(zhǔn)確性和有效性，能夠很好的解決GIS設(shè)備在交接試驗(yàn)驗(yàn)收階段準(zhǔn)確定位內(nèi)部絕緣缺陷位置，避免設(shè)備帶病入網(wǎng)運(yùn)行，縮短故障檢修周期，給電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性提供了保障，因此利用超聲波檢測(cè)方法對(duì)GIS設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓試驗(yàn)因內(nèi)部存在異常導(dǎo)致的閃絡(luò)進(jìn)行檢測(cè)定位具有極其重要的意義，可在電力行業(yè)內(nèi)廣泛推廣使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]洪鶴，李斌，魯旭臣.組合電器狀態(tài)檢測(cè)新技術(shù)在遼寧電網(wǎng)的應(yīng)用[J].東北電力技術(shù)，2014，35（8）：4955.

[2]韋德福，李斌，洪鶴.一起220kVGIS母線失壓事故分析[J].東北電力技術(shù)，2015，35（5）：7476.

項(xiàng)目：本文章由“一種GIS閃絡(luò)定位裝置研制”職工技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目資助