GIS局部放電檢測(cè)
(一)GIS設(shè)備局部放電帶電檢測(cè)原則
考慮到GIS設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和安全運(yùn)行要求，應(yīng)對(duì)GIS局部放電的檢測(cè)方法應(yīng)滿足以下要求：
1. GIS設(shè)備局部放電檢測(cè)方法應(yīng)滿足在線檢測(cè)的技術(shù)條件要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的全過(guò)程監(jiān)督。
2. 對(duì)微小局放現(xiàn)象應(yīng)持續(xù)關(guān)注，做好記錄，避免突發(fā)性故障發(fā)生，同時(shí)為停電檢修提供數(shù)據(jù)支持。
3. 局放點(diǎn)定位應(yīng)準(zhǔn)確，避免擴(kuò)大GIS設(shè)備停電范圍。
(二)GIS設(shè)備局部放電帶電檢測(cè)策略
GIS設(shè)備具有布局緊湊，占地面積小，絕緣良好，檢修周期長(zhǎng)，運(yùn)行過(guò)程可控性好等優(yōu)點(diǎn)，但也帶來(lái)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間距較小，電磁環(huán)境復(fù)雜，常規(guī)試驗(yàn)方法檢測(cè)難度提高等問(wèn)題。可在GIS設(shè)備上開展的局部放電檢測(cè)方法包括電測(cè)法中的超聲波法，高頻檢測(cè)，超高頻/特高頻檢測(cè)方法以及脈沖電流法。還包括非電測(cè)法中的分解產(chǎn)物分析法，超聲波法，紫外線/紅外線檢測(cè)法等。目前電力公司GIS設(shè)備局部放電檢測(cè)方法主要采用超聲波法和特高頻法兩種檢測(cè)方法相結(jié)合，在實(shí)際工作中收到了良好的效果。
1.超聲波法
GIS設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，對(duì)外表現(xiàn)為沖擊振動(dòng)，這種沖擊和振動(dòng)以聲波的形式沿著GIS內(nèi)部SF6氣體以及設(shè)備殼體以聲波的形式傳播開來(lái)，其波形包括縱波、橫波以及沿面波。根據(jù)不同波形特征其傳播途徑也不同，縱波主要穿過(guò)SF6氣體沿直線轉(zhuǎn)播，橫波則會(huì)沿著設(shè)備外殼或絕緣盆傳播，可利用預(yù)置在設(shè)備殼體上的傳感器進(jìn)行接收，無(wú)預(yù)置傳感器或現(xiàn)場(chǎng)情況較為復(fù)雜時(shí)可將手持式傳感器貼在檢測(cè)點(diǎn)上進(jìn)行檢測(cè)。
該方法其優(yōu)點(diǎn)在于與電氣設(shè)備無(wú)電磁方面聯(lián)絡(luò)，受設(shè)備運(yùn)行方式及所處電磁環(huán)境影響較小，設(shè)備便攜性，易用性，對(duì)不同環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)，同時(shí)該類型檢測(cè)設(shè)備己使用較長(zhǎng)時(shí)間，積累了一定的使用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)局部放電定位精度較高。其缺點(diǎn)也很明顯，由于GIS設(shè)備為腔體結(jié)構(gòu)，超聲波在傳播過(guò)程中在腔體內(nèi)多次反射，在不同介質(zhì)交界面也會(huì)經(jīng)過(guò)反射與折射這就造成多個(gè)波形的干涉和疊加，對(duì)后期信號(hào)處理工作造成影響較大。此外，每個(gè)超聲波探頭的探測(cè)距離有限，在高電壓等級(jí)復(fù)雜布置的GIS設(shè)備區(qū)進(jìn)行局部放電檢測(cè)工作強(qiáng)度較大，需預(yù)置的內(nèi)置式探頭也較多，存在一定的安全隱患。同時(shí)預(yù)置式探測(cè)器誤報(bào)率也較高。
在生產(chǎn)實(shí)際中由于GIS設(shè)備的一體化布置，連接變壓器或電壓互感器的GIS設(shè)備運(yùn)行振動(dòng)較大，這種振動(dòng)會(huì)嚴(yán)重干擾超聲檢測(cè)裝置正常檢測(cè)。特別是戶外布置GIS設(shè)備受環(huán)境噪聲影響這種干擾更加強(qiáng)烈。從檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)看由于聲波在SF6氣體中傳播衰耗很大，超聲波法僅對(duì)金屬顆粒引起的局部放電具備較高的靈敏度。從試驗(yàn)人員處還了解到，超聲波法檢測(cè)準(zhǔn)確度受探測(cè)器與GIS外殼貼合度，粘貼牢固程度以及手持式儀器檢測(cè)人員的個(gè)人技能水平影響較大。
2.特高頻檢測(cè)法
GIS設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)通常會(huì)伴生脈沖電流，脈沖電流波形中上升及持續(xù)過(guò)程極端，為納秒級(jí)別，這種脈沖電流將激勵(lì)出同樣高頻率的高頻電磁波，GIS設(shè)備內(nèi)局部放電通常對(duì)外釋放的電磁波頻率為0.3-3GHz，考慮GIS金屬殼體對(duì)電磁波的屏蔽作用可從GIS氣室間的絕緣盆處使用超高頻傳感器予以測(cè)量，并根據(jù)電磁波的強(qiáng)弱程度來(lái)判斷局部放電的劇烈程度。
特高頻檢測(cè)法可在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中開展測(cè)量，由于其電磁波頻率較高，受其他類型電磁干擾較小，具備較高的抗干擾能力。其缺點(diǎn)在于局部放電定位精度較差，通過(guò)逐氣室測(cè)量?jī)H可縮小局部放電檢測(cè)范圍，無(wú)法明確放電位置和量化放電劇烈程度。
在實(shí)際應(yīng)用中，特高頻檢測(cè)法受探測(cè)傳感器技術(shù)條件制約靈敏度較設(shè)計(jì)值有不少差距，在設(shè)備正常運(yùn)行及投切過(guò)程中誤報(bào)率較高，復(fù)雜設(shè)備條件下檢測(cè)過(guò)程比較復(fù)雜，對(duì)試驗(yàn)人員的個(gè)人技能水平要求較高。
綜合上述兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，建議采用兩種檢測(cè)方式協(xié)同工作的方法進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)。
具體方法如下：
第一步在GIS盆式絕緣子處布置超高頻傳感器，開機(jī)測(cè)量是否存在局部放電特高頻電磁波。
第二步使用超聲波傳感器由遠(yuǎn)及近逐個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行超聲信號(hào)檢查，測(cè)量超聲信號(hào)，然后根據(jù)如下試驗(yàn)象征進(jìn)行故障判斷：
(1) 特高頻信號(hào)存在，超聲波信號(hào)存在
調(diào)整特高頻探測(cè)器位置使該處測(cè)量信號(hào)最強(qiáng)，以特高頻探測(cè)器位置為中心探測(cè)兩端腔體超聲信號(hào)直至超聲信號(hào)最強(qiáng)，此時(shí)可判斷為所測(cè)腔體即為局部放電腔體，內(nèi)部存在局部放電現(xiàn)象，需根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)制定下一步檢修計(jì)劃。
(2) 特高頻信號(hào)存在，超聲波信號(hào)不存在
調(diào)整特高頻探測(cè)器位置，觀察示波器所顯示檢測(cè)到的信號(hào)頻率分布，判斷檢測(cè)過(guò)程是否收到周圍能產(chǎn)生類似特高頻信號(hào)電氣設(shè)備的影響，如果有則排除干擾再行測(cè)試一次，如無(wú)干擾則標(biāo)記該設(shè)備，觀察一段時(shí)間后再行測(cè)量判斷。
(3) 特高頻信號(hào)不存在，超聲波信號(hào)存在
此時(shí)檢查被測(cè)設(shè)備以及與其相連的其他設(shè)備是否存在機(jī)械振動(dòng)，或受其他設(shè)備影響自身發(fā)生振動(dòng)，檢查GIS設(shè)備伸縮節(jié)是否工作正常，檢查GIS設(shè)備沉降指示器是否正常。同時(shí)變換特高頻探測(cè)器位置，防止因?yàn)槠帘巫饔迷斐商馗哳l信號(hào)漏檢，同時(shí)將該設(shè)備列入重點(diǎn)觀察對(duì)象。
上述措施，在進(jìn)行特高頻信號(hào)檢測(cè)的同時(shí)進(jìn)行超聲波信號(hào)檢測(cè)，可以有效發(fā)揮兩種檢測(cè)方式的優(yōu)勢(shì)，從試驗(yàn)方法上避免復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下各類型的干擾，能夠在現(xiàn)有技術(shù)及人員水平條件下較大幅度的提升局部放電帶電檢測(cè)的準(zhǔn)確性，有利于提高設(shè)備對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的判斷能力。
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