GIS局部放電檢測(cè)與定位技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

景潤芝

摘要：GIS局部放電帶電檢測(cè)具有重要作用，超聲波檢測(cè)法使用壓電傳感器將聲波振動(dòng)信號(hào)耦合為電信號(hào)，通過放大器放大后在顯示器上呈現(xiàn)一定的波形。檢測(cè)人員根據(jù)波形特征判斷缺陷類型與缺陷程度。相對(duì)其他局部放電帶電檢測(cè)方法，超聲波檢測(cè)法具有適應(yīng)性和抗干擾性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)中得到廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：GIS、局部放電、檢測(cè)、定位技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)、應(yīng)用

1GIS局部放電的在線檢測(cè)方法以及優(yōu)缺點(diǎn)

1.1電氣法

電氣法中包含內(nèi)部電氣法，內(nèi)部電氣法本身具有的優(yōu)點(diǎn)就是操作比較簡單，容易被大多數(shù)人所接受，反應(yīng)比較迅速，測(cè)量到的結(jié)果相對(duì)比較準(zhǔn)確。但是還是存在一定的問題，內(nèi)部電氣法的穩(wěn)定性能比較差，容易受到外界的干擾因素，抵抗性能比較差。內(nèi)部電氣法又可以分為兩種：①將設(shè)備經(jīng)過改造，在法蘭的內(nèi)部上，裝上一種電容器，從電容里獲取相關(guān)的有用信息和信號(hào)，保證左右兩個(gè)電容器都能夠進(jìn)行定位，定位依據(jù)的有關(guān)原理就是兩個(gè)流經(jīng)電容傳感器之間的電流的時(shí)間差。根據(jù)眾多經(jīng)驗(yàn)表明該方法定位的精確度非常高，局部放電檢測(cè)的準(zhǔn)確率也是非常的高。②在盆式絕緣體內(nèi)部接地端的附近，首先將一個(gè)電極進(jìn)行埋伏，靈敏性也是非常的高。但是這種方法有一定的限制，比如對(duì)于內(nèi)電極，必須需要廠家在生產(chǎn)的時(shí)候就進(jìn)行埋伏，一般在施工現(xiàn)場(chǎng)中，很難做到。

1.2化學(xué)法

GIS內(nèi)部電弧在放電的時(shí)候，部分氣體會(huì)得到揮發(fā)，有的還會(huì)發(fā)生分解。判斷GIS內(nèi)部的放電程度，可以通過部分氣體濃度得出。化學(xué)法檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)就是不受外界干擾，但是還有一定的缺點(diǎn)，經(jīng)過很多相關(guān)人士的有關(guān)統(tǒng)計(jì)和總結(jié)可以發(fā)現(xiàn)，單單的測(cè)量自由因子形成的局部放電的效果并不明顯，還不樂觀，對(duì)于GIS本身存在的一些物質(zhì)也會(huì)影響到測(cè)量的準(zhǔn)確性。當(dāng)短脈沖產(chǎn)生的放電產(chǎn)物的分解物達(dá)不到有關(guān)要求后，就要再次進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)格控制，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。

1.3超聲波法

GIS局部放電還能夠產(chǎn)生聲波，類型主要有表面波、縱波、橫波三種，縱波和橫波都可以傳播到墻體外壁，傳播的距離比較遠(yuǎn)，因此其產(chǎn)生的有關(guān)振動(dòng)頻率和信號(hào)可以采用超聲波傳感器進(jìn)行接收，達(dá)到檢測(cè)局部放電的效果。但是為了更大程度上降低其他外界環(huán)境和有關(guān)聲源的影響，一般測(cè)量儀器的測(cè)量范圍都確定在某一范圍內(nèi)，不會(huì)出現(xiàn)非常偏離的現(xiàn)象。此種方法就是將電磁傳感器和相應(yīng)的GIS設(shè)備進(jìn)行分離，讓他們彼此之間不產(chǎn)生非常緊密的關(guān)系，不互相影響，同時(shí)也不受電氣方面影響，但是缺點(diǎn)就是在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)中，有很多的因素和原因都會(huì)造成外殼的振動(dòng)，影響到測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)分析

2.1特高頻局部放電定位技術(shù)

在局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)中，其中特高頻檢測(cè)技術(shù)是較為常用的檢測(cè)技術(shù)之一，該技術(shù)主要是對(duì)伴隨局部放電產(chǎn)生的特高頻電磁波信號(hào)（300MHz≤f≤3GHz）進(jìn)行檢測(cè)，在應(yīng)用過程中需要注意的是對(duì)整個(gè)技術(shù)應(yīng)用中電磁波信號(hào)的檢測(cè)，其具備較強(qiáng)的抵抗現(xiàn)場(chǎng)電暈干擾能力。特高頻定位技術(shù)應(yīng)用的過程中技術(shù)方式比較多，其中比較常用的為幅值比較、時(shí)差以及平分面等方法。通常情況下，特高頻法檢測(cè)采用的是時(shí)差定位法，對(duì)放射源的確定可以通過特高頻電磁波信號(hào)到達(dá)的時(shí)間和方向進(jìn)行，或者通過信號(hào)與氣室兩側(cè)傳感器達(dá)到的時(shí)間差等對(duì)傳感器間的距離和位置進(jìn)行確定，來實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS局部放電源的定位，進(jìn)而對(duì)缺陷進(jìn)行定位。而GIS設(shè)備多處位置都裝有盆式絕緣子，這些環(huán)氧材料的絕緣子可以透射特高頻電磁波信號(hào)。這些環(huán)氧材料的絕緣子可以透射特高頻電磁波信號(hào)?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)表明，利用在放電點(diǎn)附近的多個(gè)盆子都可以檢測(cè)到不同程度的特高頻信號(hào)的特點(diǎn)，可大大提高現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的效率。

2.2超聲波局部放電帶電檢測(cè)

相比特高頻法，超聲波法的測(cè)量位置不受盆子限制，測(cè)量方案靈活多變。超聲波法通過對(duì)GIS腔體外壁安裝超聲波傳感器檢測(cè)局部放電產(chǎn)生的超聲波信號(hào)，通過分析判斷聲波信號(hào)，可診斷GIS設(shè)備有沒有出現(xiàn)局部放電等缺陷，同時(shí)還能對(duì)異常振動(dòng)缺陷、局部放電進(jìn)行定位。在具體應(yīng)用中，GIS設(shè)備在超聲波局部放電定位技術(shù)的應(yīng)用中需要定位的情況包括幅值、時(shí)差以及頻率等。幅值法：對(duì)于GIS設(shè)備絕緣體來說超聲波信號(hào)的衰減程度比較大，信號(hào)的有效值或峰值大小定位主要是依據(jù)超聲波信號(hào)的衰減情況決定，一般離信號(hào)源越近，信號(hào)越大，因此根據(jù)GIS信號(hào)強(qiáng)弱和幅值進(jìn)行判斷就可以確定放電位置，該方法只可實(shí)現(xiàn)初步定位。時(shí)差法：是利用超聲波信號(hào)的時(shí)差進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)傳感器的空間坐標(biāo)和超聲傳感器到達(dá)傳感器的時(shí)差，對(duì)局部放源的位置進(jìn)行定位。頻率法，利用SF6氣體吸收超聲波的性質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)根據(jù)超聲波的吸收程度與信號(hào)頻率具有正比例關(guān)系進(jìn)行定位，利用頻率定位，需要分析超聲波的吸收情況。利用超聲波50Hz～100kHz的高頻部分對(duì)局部放電源在GIS在殼體或者中心導(dǎo)體位置進(jìn)行確定。

2.3聲電聯(lián)合檢測(cè)

在GIS局部放電檢測(cè)技術(shù)中，聲電聯(lián)合檢測(cè)比前兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì)更強(qiáng)，該技術(shù)可以同時(shí)對(duì)局部放電源產(chǎn)生的超聲信號(hào)和特高頻信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，利用兩者互補(bǔ)的特性，持有更強(qiáng)的抗干擾能力，并能提高定位精度。整個(gè)聲電聯(lián)合檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用中，需要注重對(duì)聲電聯(lián)合檢測(cè)法中的結(jié)合點(diǎn)分析，保障了控制要點(diǎn)分析，以便于將對(duì)應(yīng)的放電工作檢測(cè)實(shí)施好。該方法首先利用特高頻法有效測(cè)量范圍大的特點(diǎn)，高效率的對(duì)GIS間隔整體狀況進(jìn)行巡檢。對(duì)存在疑似信號(hào)的區(qū)域再采用特高頻法和超聲法聯(lián)合進(jìn)行定位分析。根據(jù)GIS的同軸結(jié)構(gòu)，利用了平分面法確定放電點(diǎn)所在平面。

3應(yīng)對(duì)方法

3.1加強(qiáng)設(shè)備的有關(guān)管理制度

一些生產(chǎn)內(nèi)部的元件或是組裝的過程中容易產(chǎn)生表面受損或是污染問題，造成絕緣體的異常發(fā)電，進(jìn)而引起內(nèi)部放電問題。因此，在GIS內(nèi)部進(jìn)行組裝的時(shí)候，就要嚴(yán)格檢查絕緣件受損情況，防止一些不合格的產(chǎn)品進(jìn)入設(shè)備，同時(shí)有關(guān)檢查人員一定要在產(chǎn)品出廠前，進(jìn)行嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

3.2加強(qiáng)GIS設(shè)備局部放電檢測(cè)的應(yīng)用

在上文中，已經(jīng)提到了很多關(guān)于放電檢測(cè)的方法，比如電氣測(cè)量法、超高頻法、光電測(cè)量法、接收振動(dòng)信號(hào)法等等，這些方法都取得了一定的成效，效果非常的明顯。最常用的超高頻法，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。通過儀器對(duì)SF6氣體進(jìn)行檢測(cè)和分析，對(duì)GIS局部放電設(shè)備放電隱患有很好的作用。SF6氣體主要分解產(chǎn)物為SO2、SOF2、H2S、CO等氣體組分，正常情況下，SF6氣體雜質(zhì)含量比較小，對(duì)設(shè)備不產(chǎn)生影響。

3.3加強(qiáng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝和驗(yàn)收管理

對(duì)于GIS設(shè)備，安裝的環(huán)境一定要有一定的標(biāo)準(zhǔn)要求，比如：溫度不能太過于高或者是低，控制在一定的范圍內(nèi)，風(fēng)速一般不能超過5m/s等等，要滿足這樣的外界環(huán)境要求，也可以相應(yīng)的配備一些外部設(shè)施，以達(dá)到設(shè)備所需要的外部條件，更好的達(dá)到利用率。除了設(shè)備的配置，還要控制設(shè)備暴露在空氣中的時(shí)間，嚴(yán)格按照有關(guān)設(shè)備的安裝要求，制備相應(yīng)的有關(guān)作業(yè)的指導(dǎo)書，重點(diǎn)對(duì)各種連接件外觀進(jìn)行檢查，達(dá)到有關(guān)說明書的各項(xiàng)要求。

結(jié)束語：GIS變電站在我國的電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，由于GIS內(nèi)部存在絕緣缺陷會(huì)引起局部放電現(xiàn)象，長時(shí)放電會(huì)造成內(nèi)部絕緣損壞導(dǎo)致設(shè)備停運(yùn)，加強(qiáng)局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)尤為重要，主要檢測(cè)局部放電產(chǎn)生的電磁波、聲、光等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備內(nèi)部絕緣潛伏性缺陷，對(duì)GIS設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王晗.GIS設(shè)備局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用[J].中國高新區(qū)，2018（21）：12.

[2]王京保.GIS現(xiàn)場(chǎng)帶電局部放電檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].電力系統(tǒng)裝備，2019（5）：100-101.