GIS設(shè)備局部放電故障多維度診斷方法研究

李德 郭海

摘? 要：當(dāng)前，隨著我國(guó)GIS設(shè)備的逐年增加，應(yīng)嚴(yán)格對(duì)GIS實(shí)施有效地檢測(cè)和診斷，以期讓故障在萌芽時(shí)消除，避免發(fā)生嚴(yán)重的事故的出現(xiàn)，這也是當(dāng)前GIS設(shè)備為實(shí)現(xiàn)運(yùn)行健康、可靠運(yùn)行急需面臨解決的問(wèn)題。為保證更好地解決不同階段的GIS局部放電，發(fā)揮其自身優(yōu)勢(shì)，文章主要通過(guò)對(duì)當(dāng)今國(guó)內(nèi)外GIS設(shè)備檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀的了解，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)GIS設(shè)備局部放電故障的多維度診斷。

關(guān)鍵詞：GIS局部放電;故障檢測(cè);技術(shù)手段;超高頻

中圖分類號(hào)：TM595? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）11-0136-02

Abstract： At present， with the increase of GIS equipment year by year in our country， the effective detection and diagnosis of GIS should be carried out strictly in order to eliminate the fault in the bud and avoid the occurrence of serious accidents. This is also the current GIS equipment in order to achieve healthy and reliable operation of the urgent need to solve the problem. In order to better solve the partial discharge of GIS in different stages and give full play to its own advantages， this paper mainly through the understanding of the current situation of GIS equipment detection technology at home and abroad， further multi-dimensional diagnosis of partial discharge fault of GIS equipment.

Keywords： partial discharge of GIS; fault

在自動(dòng)化工業(yè)不斷發(fā)展的帶動(dòng)下，人們對(duì)供電需求逐漸升高。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了現(xiàn)今的城市化發(fā)展的步伐。GIS設(shè)備當(dāng)中的缺陷問(wèn)題主要就是依賴局部放電檢測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)到的。國(guó)內(nèi)外對(duì)于電網(wǎng)當(dāng)中GIS局部放電的檢測(cè)手段也在不斷的探索，力求技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)趨近成熟的狀態(tài)。很多專業(yè)的學(xué)者在依托現(xiàn)有技術(shù)和知識(shí)的基礎(chǔ)上不斷的試驗(yàn)、探究、實(shí)踐，在不同維度上進(jìn)行創(chuàng)新。

1 GIS設(shè)備局部放電概述

當(dāng)今無(wú)論是在國(guó)際上，還是從我國(guó)技術(shù)層面的創(chuàng)新應(yīng)用上，GIS局部放電檢測(cè)技術(shù)部分還不完善。仍然處于亟待創(chuàng)新發(fā)展的初級(jí)階段，但現(xiàn)今的科研成果也是不可忽視的。如：在硬件裝置的放電檢測(cè)上以及關(guān)于軟件的檢測(cè)方法都有了很大的進(jìn)步。相對(duì)于其他的傳統(tǒng)電氣而言，GIS設(shè)備擁有體積較小、技術(shù)功能優(yōu)良、不容易受到外在因素的影響、對(duì)于火災(zāi)的危險(xiǎn)性較低、整體設(shè)備的檢測(cè)維修周期長(zhǎng)等各個(gè)方面的高性能優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的設(shè)備在出現(xiàn)故障的概率點(diǎn)上減少了一個(gè)數(shù)量等級(jí)。在參考GIS設(shè)備各個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)，促進(jìn)了其在大范圍的應(yīng)用推廣上面的有利佐證。但是各種事物有利就有弊，GIS設(shè)備有著其內(nèi)在優(yōu)勢(shì)的同時(shí)在一定程度上也有著自身的弊端。正是由于GIS設(shè)備本身就是一個(gè)全封閉的電力組合設(shè)備，因此在檢測(cè)故障階段更加不能夠通過(guò)視覺(jué)、觸覺(jué)以及各種第一視角上的感官推測(cè)。設(shè)備本身的體積極小，在初始安裝時(shí)就會(huì)非常的緊湊;在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中一旦內(nèi)在的零件或者部位損壞就會(huì)將影響向外擴(kuò)散，容易波及四周的其他零件或者部分;造成整體設(shè)備的損壞。因此，一旦GIS設(shè)備出現(xiàn)故障，后續(xù)的維修工作就會(huì)十分復(fù)雜;一般來(lái)說(shuō)設(shè)備往往需要很多的時(shí)間進(jìn)行維修。

2 GIS局部放電檢測(cè)的方式

2.1 光學(xué)的方式主要針對(duì)的就是非電量對(duì)局部放電的檢測(cè)。利用的原理是通過(guò)GIS設(shè)備視窗觀察設(shè)備內(nèi)部放電情況的監(jiān)測(cè)。但這種方式也存在著自身的“死角”弊端。在光射線被氣體以及絕緣子吸收后造成的“死角”會(huì)阻礙檢測(cè)數(shù)據(jù)的結(jié)論。在靈敏度方面也可能會(huì)受設(shè)備內(nèi)壁光滑的反射影響。

2.2 化學(xué)的方式主要是對(duì)氣體中的含量來(lái)進(jìn)行分析檢測(cè)GIS局部放電的。GIS自身含有少量的干燥劑和吸附劑，使得在一定程度上影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。優(yōu)勢(shì)在相對(duì)較小的氣室當(dāng)中最為顯著。可以最大限度的進(jìn)行有效測(cè)量。

2.3 機(jī)械方式通過(guò)設(shè)備間的振動(dòng)傳感效果，在這種方式的檢測(cè)中要求使用靈敏度極高的設(shè)備檢測(cè)。將極微小的振動(dòng)參數(shù)準(zhǔn)確的記錄下來(lái)。優(yōu)勢(shì)在于不用擔(dān)心干擾問(wèn)題。

3 GIS設(shè)備局部放電故障的多維度診斷方法應(yīng)用電網(wǎng)中的GIS設(shè)備隨著人們?nèi)粘Ｐ枨蟮脑黾硬粩嗟脑龆唷IS局部放電設(shè)備主要依靠著科學(xué)有效地檢驗(yàn)和診斷進(jìn)行在萌芽階段的事故，進(jìn)而采用消除的技術(shù)手段。在一定程度上可以避免事故的發(fā)生概率。在這幾個(gè)方面可以最大限度上地成為設(shè)備運(yùn)行的有利基礎(chǔ)。在設(shè)備運(yùn)行的不同階段可以采取不同的檢測(cè)手段。通過(guò)全面發(fā)揮GIS設(shè)備的自身優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步采納現(xiàn)階段最先進(jìn)、實(shí)用的診斷檢測(cè)方式，最大程度上的解決GIS設(shè)備局部放電的各種問(wèn)題。在現(xiàn)有技術(shù)手段的基礎(chǔ)上，提出關(guān)于GIS設(shè)備局部放電故障的多維度的診斷方式的技術(shù)手段。換句話說(shuō)就是在GIS設(shè)備投入前、在線運(yùn)行過(guò)程中以及事后維修和故障檢修時(shí)，通過(guò)對(duì)局部放電檢測(cè)的故障檢測(cè)，繼而掌控設(shè)備全面的檢測(cè)和防護(hù)。

3.1 GIS設(shè)備運(yùn)行前——負(fù)極性標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊負(fù)極性標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊局部的操作主要是應(yīng)用在GIS設(shè)備運(yùn)行前放電情況的檢測(cè)手段。在應(yīng)用的過(guò)程中，在具體的相關(guān)操作中主要需要參考以下兩點(diǎn)參數(shù)：一方面是設(shè)備本身的電壓特性方面，負(fù)極性標(biāo)準(zhǔn)雷電沖擊所采用的電壓具有極小的分散性;同時(shí)在波頭方面的放電頻率較高。在局部放電的過(guò)程至少有一半的占比的放電初始的電壓比其他的沖擊類型的電壓要小。不僅如此，為了推進(jìn)波形成型和破壞性放電的情況出現(xiàn);要求雷電沖擊電壓相對(duì)電網(wǎng)回路內(nèi)阻抗的作用力較低。在最終可以使得雷電的沖擊電壓要比操作沖擊電壓高。檢測(cè)過(guò)程中雷電沖擊電壓的作用就是檢測(cè)異常帶電區(qū)域，正是利用了雷電沖擊電壓在對(duì)其的極具敏感這一特性采納的。相同的情況，操作的沖擊電壓對(duì)結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)污染和存在結(jié)構(gòu)缺陷等問(wèn)題的檢驗(yàn)十分有效。

3.2 GIS設(shè)備在線運(yùn)行過(guò)程中——在線監(jiān)測(cè)去噪體統(tǒng)

GIS設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)去噪系統(tǒng)主要是檢測(cè)GIS設(shè)備在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中及時(shí)有效地檢測(cè)電網(wǎng)運(yùn)行情況設(shè)定的。GIS設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)繁雜、拆卸困難，在進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)診斷是有著很大的局限性。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以在發(fā)生局部放電運(yùn)行，采取科學(xué)合理的方式進(jìn)行有針對(duì)性的檢測(cè)局部放電的故障診斷手段?，F(xiàn)今最為先進(jìn)的設(shè)備在線監(jiān)測(cè)都是由最基本的部分構(gòu)成和傳送方式;即為原始信號(hào)經(jīng)由路線進(jìn)而被檢測(cè)目標(biāo)接收到。一般而言，在信號(hào)傳送的過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)很多的因素干擾。包括自身的同時(shí)也存在傳送環(huán)節(jié)過(guò)程中外在的干擾信號(hào)。因此在信號(hào)的前期處理階段就要求將各個(gè)傳感器接收到的信號(hào)一定要進(jìn)行放大以及過(guò)濾處理。然后在信號(hào)切換以及采取樣本和保存方面保證樣品數(shù)據(jù)的電信號(hào)不受任何外在因素的干擾。通過(guò)高速度、低消耗和不容易受到外在電磁的信號(hào)干擾的光纖運(yùn)輸?shù)胶笈_(tái)進(jìn)行信號(hào)的處理。進(jìn)一步對(duì)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析和研究，以便隨時(shí)獲取GIS設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)各個(gè)參數(shù)的物理量。再先進(jìn)的高科技也離不開人為的操作和控制，工作人員需要將檢測(cè)的結(jié)果和信號(hào)做出最后的總結(jié)。在享有技術(shù)和專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上判斷GIS設(shè)備的基本運(yùn)行情況和故障參數(shù)、數(shù)據(jù)。一旦檢測(cè)出有故障點(diǎn)的出現(xiàn)就要進(jìn)行及時(shí)的判斷繼而采取技術(shù)手段解決。通過(guò)對(duì)局部放電的檢測(cè)和診斷，可以有效的掌握整個(gè)GIS設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中全方位的監(jiān)測(cè)。

現(xiàn)今最受歡迎的、應(yīng)用最為廣泛的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是特高頻的在線監(jiān)測(cè)方式。這種檢測(cè)方式主要是通過(guò)對(duì)GIS設(shè)備的局部放電所輻射出特高電磁波的信號(hào)被天線在線采集到。在上位機(jī)的分析研究之后，可以達(dá)到在線監(jiān)測(cè)的GIS整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況。

針對(duì)不同儲(chǔ)存周期的局部信號(hào)數(shù)據(jù)有著很大的檢測(cè)優(yōu)勢(shì)。主要的檢測(cè)方式可根據(jù)時(shí)間的長(zhǎng)短主要分為兩種類型：一種指長(zhǎng)期儲(chǔ)存方式，主要將數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理只單獨(dú)保存最大程度上局部檢測(cè)放電量和頻次等極具特征的數(shù)據(jù)參數(shù)。另一種類型主要針對(duì)的類型就是近期儲(chǔ)存的方式，最大可能的保證原始數(shù)據(jù)的完好性可以采取循環(huán)刷新的方式。

關(guān)于去噪問(wèn)題上這種方式并不適用，但是這種方式可以很好的進(jìn)行信號(hào)預(yù)處理操作。在線系統(tǒng)在后臺(tái)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集和處理工作，即使單純的帶通或者低筒的濾波處理手段依然存在很多不足。但是他可以在很大程度上抑制解決周期性干擾，有助于提取脈沖波形的特征以及信號(hào)特征量圖。

3.3 GIS設(shè)備故障檢修——X射線數(shù)字成像系統(tǒng)

X射線數(shù)字成像系統(tǒng)檢測(cè)的就是GIS設(shè)備的內(nèi)部物件狀態(tài)的變化。包括一些細(xì)小物件的檢測(cè)，諸如螺絲松動(dòng)、零碎物品的移動(dòng)變形等等;在施工現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)絕大多數(shù)在運(yùn)用相應(yīng)的在線監(jiān)測(cè)的方式進(jìn)行確定故障隱患位置以及局部放電的范圍，繼而才能確定內(nèi)部結(jié)構(gòu)的狀態(tài)變化。兩種方式相結(jié)合使用可以很大程度上提升診斷故障的準(zhǔn)確率，真正意義上可以實(shí)現(xiàn)GIS設(shè)備“可視化”的診斷結(jié)果。

4 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)今的趨勢(shì)之一就是對(duì)X射線數(shù)字成像法在閉合式輸變電的設(shè)備“可視性”探測(cè)的檢測(cè)、分析技術(shù)手段的推廣。它所具有的穿透力是其他的技術(shù)手段所沒(méi)有的，達(dá)到的效果也是其他方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)及不上的。在保證完全穿透物體的基礎(chǔ)上，對(duì)經(jīng)過(guò)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)并未造成任何損傷的檢測(cè)。在絕對(duì)意義上保證了其內(nèi)在結(jié)構(gòu)的完整性。

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detection; technical means; UHF