毛文奇，吳水鋒，謝國(guó)勝，段肖力，黃海波，葉會(huì)生，謝耀恒

(1.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司，湖南長(zhǎng)沙410007；2.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長(zhǎng)沙410007)

GIS設(shè)備局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用綜述

毛文奇1，吳水鋒2，謝國(guó)勝2，段肖力2，黃海波2，葉會(huì)生2，謝耀恒2

(1.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司，湖南長(zhǎng)沙410007；2.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院，湖南長(zhǎng)沙410007)

本文綜述了特高頻、超聲波及SF6氣體成分分析等GIS設(shè)備局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)的原理、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及主要優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)不同的定位方法進(jìn)行對(duì)比分析，討論了目前GIS局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)存在的不足。提出了GIS局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)。認(rèn)為GIS局部放電在線監(jiān)測(cè)及智能化帶電檢測(cè)是后續(xù)局部放電檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)及難點(diǎn)。

特高頻；超聲波；局部放電；帶電檢測(cè)；定位技術(shù)；缺陷識(shí)別

氣體絕緣金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備(Gas Insulated Switchgear，以下簡(jiǎn)稱GIS)由于具有占地面積小、運(yùn)行可靠性高、檢修周期長(zhǎng)且不受環(huán)境污染和高海拔影響等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用〔1〕。近年來(lái)，GIS設(shè)備故障頻發(fā)，GIS設(shè)備故障不但會(huì)造成變電站全?；虿糠滞ｋ?，還會(huì)造成電量損失、增加檢修成本、影響電網(wǎng)供電可靠性，給電網(wǎng)安全運(yùn)行造成很大的威脅。

GIS設(shè)備停電試驗(yàn)雖然能夠發(fā)現(xiàn)部分缺陷，但停電試驗(yàn)電壓較低，不能夠反應(yīng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下的真實(shí)狀況；并且高壓設(shè)備的絕緣劣化是一個(gè)累積和發(fā)展的過(guò)程，停電試驗(yàn)無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)該類潛伏性缺陷〔2〕。據(jù)統(tǒng)計(jì)，GIS設(shè)備的各類缺陷中，絕緣缺陷占有很大比例，GIS設(shè)備內(nèi)部的缺陷，極易發(fā)展為設(shè)備故障〔3〕。當(dāng)GIS設(shè)備內(nèi)部絕緣出現(xiàn)問(wèn)題后，最先開(kāi)始的是產(chǎn)生局部放電〔4〕，因此局部放電是反應(yīng)GIS設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的重要參數(shù)之一〔5-6〕。

GIS設(shè)備帶電檢測(cè)技術(shù)能夠在不停電的情況下，及早的發(fā)現(xiàn)設(shè)備內(nèi)部局部放電及其它缺陷信號(hào)，檢測(cè)出GIS內(nèi)部缺陷信息及其嚴(yán)重程度，實(shí)現(xiàn)缺陷的精確定位，對(duì)故障提出預(yù)警，從而實(shí)現(xiàn)有計(jì)劃的安排檢修，減少設(shè)備損壞和事故發(fā)生。因此開(kāi)展GIS局部放電帶電檢測(cè)具有十分重要的意義〔7-8〕。

GIS局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)自2000年引入國(guó)內(nèi)以來(lái)，得到了快速的發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)得到了廣泛的應(yīng)用，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也相繼形成。特別是2015年國(guó)家電網(wǎng)公司以競(jìng)賽的形式開(kāi)展了GIS設(shè)備帶電檢測(cè)“自查互查”活動(dòng)，共發(fā)現(xiàn)包括±400 kV柴達(dá)木換流站330 kV母線局部放電缺陷、±500 kV華新?lián)Q流站5011、5012間隔B相局部放電缺陷等共523起異常缺陷，其中38起已得到了解體驗(yàn)證。通過(guò)該活動(dòng)的開(kāi)展，地毯式的檢測(cè)了在運(yùn)330 kV及以上GIS設(shè)備，確保了GIS設(shè)備運(yùn)行安全，促進(jìn)了帶電檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用水平，極大的提高了帶電檢測(cè)人員的技術(shù)水平。

1 GIS局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)

1.1 特高頻檢測(cè)技術(shù)

運(yùn)行GIS內(nèi)部充有高壓SF6氣體，其絕緣強(qiáng)度和擊穿場(chǎng)強(qiáng)都很高。當(dāng)局部放電在很小的范圍內(nèi)發(fā)生時(shí)，氣體擊穿過(guò)程很快，將產(chǎn)生很陡的脈沖電流，放電脈沖上升時(shí)間和持續(xù)時(shí)間都極短僅為幾個(gè)納秒，該脈沖信號(hào)在GIS腔體中傳播時(shí)會(huì)引起電磁諧振，激發(fā)出頻率高達(dá)數(shù)吉赫茲的電磁波信號(hào)。

根據(jù)研究表明，特高頻電磁波在GIS中傳播時(shí)，不僅以橫向電磁波(TEM)形式傳播，而且還會(huì)建立高次橫向電波(TE)和橫向磁波(TM)。TEM波為非色散波，可以以任何頻率在GIS中傳播，但頻率越高衰減越快。TE和TM則不同，只有當(dāng)信號(hào)頻率高于截止頻率時(shí)才能傳播。GIS的同軸結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)良好的波導(dǎo)，信號(hào)在其內(nèi)部傳播時(shí)衰減很小，在經(jīng)過(guò)盆式絕緣子等非金屬連接部位時(shí)，特高頻電磁波信號(hào)會(huì)向外傳播〔9-10〕。

特高頻法的原理就是根據(jù)局部放電所激發(fā)的電磁波的這些特性，利用特高頻傳感器來(lái)接收這些電磁波信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS異常信號(hào)檢測(cè)、缺陷類型分析和局部放電源定位。特高頻局部放電檢測(cè)具有檢測(cè)靈敏度高、現(xiàn)場(chǎng)抗低頻干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，適用于現(xiàn)場(chǎng)對(duì)GIS開(kāi)展帶電檢測(cè)。

GIS特高頻局部放電帶電檢測(cè)傳感器根據(jù)其使用位置的不同通?？梢苑譃閮?nèi)置傳感器和外置傳感器兩種。常用的內(nèi)置傳感器主要有平板式和錐形傳感器，內(nèi)置傳感器通常用于在線監(jiān)測(cè)，其優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，但其制作和安裝成本高。采用外置傳感器檢測(cè)，容易受到周圍環(huán)境中放電信號(hào)的干擾，給缺陷判斷帶來(lái)了很大的困難，并且對(duì)于無(wú)外露絕緣件的GIS無(wú)法開(kāi)展特高頻檢測(cè)。

現(xiàn)場(chǎng)采用的特高頻檢測(cè)按其檢測(cè)頻帶分為寬頻檢測(cè)和窄頻檢測(cè)，寬頻檢測(cè)頻帶一般在300 MHz到 1 500 MHz，能夠在足夠?qū)挼念l率范圍內(nèi)檢測(cè)局部放電信號(hào)，可以有效避免漏測(cè)真實(shí)的局部放電信號(hào)，但缺點(diǎn)是抗干擾能力較弱，容易將干擾信號(hào)誤判為局部放電信號(hào)，譬如DMS公司的檢測(cè)儀器采用的便是寬頻帶檢測(cè)；窄頻帶檢測(cè)頻帶一般在幾十到幾百兆赫茲之間，采用窄頻帶檢測(cè)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)干擾抑制具有良好的效果，但是容易造成對(duì)真實(shí)放電信號(hào)的漏測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)時(shí)一般采用寬帶和窄帶相結(jié)合的方法進(jìn)行，采用寬帶檢測(cè)對(duì)GIS設(shè)備進(jìn)行普測(cè)，當(dāng)有異常信號(hào)時(shí)采用窄帶檢測(cè)進(jìn)行進(jìn)一步分析，譬如DMS公司寬頻帶檢測(cè)儀器一般都配備有帶通濾波器，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要有目的的選擇所需檢測(cè)頻帶，達(dá)到濾除干擾的目的，國(guó)內(nèi)廠家如華乘電氣等特高頻檢測(cè)儀器也可以選擇頻帶進(jìn)行測(cè)量。

現(xiàn)場(chǎng)干擾的識(shí)別及抑制是特高頻檢測(cè)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，干擾往往也是造成對(duì)檢測(cè)結(jié)果誤判和漏判的最主要因素。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)特高頻抗干擾技術(shù)都進(jìn)行過(guò)深入的研究，但歸其根本主要分為軟件去噪和硬件去噪兩種，軟件去噪主要是采用信號(hào)頻譜分析技術(shù)對(duì)信號(hào)頻譜特征進(jìn)行分析，提取特征信號(hào)；硬件去噪主要是采用改進(jìn)檢測(cè)儀器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、合理設(shè)計(jì)電路以及采用帶通濾波器的方法，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)還有一種最常用和直接的去噪方法是采用屏蔽工具對(duì)GIS盆式絕緣子或檢測(cè)儀器進(jìn)行屏蔽。為了達(dá)到最佳的檢測(cè)效果一般多種抗干擾措施聯(lián)合應(yīng)用。

1.2 超聲波檢測(cè)技術(shù)

GIS發(fā)生局部放電時(shí)分子間劇烈碰撞并在宏觀上瞬間形成一種壓力，產(chǎn)生沖擊的振動(dòng)或聲波，以球面波的形式向外傳播，頻率在20～100 kHz的聲波稱為超聲波。超聲波在SF6氣體中以縱波的形式傳播，并且衰減很大，而在帶電導(dǎo)體、絕緣子和金屬殼體等固體中傳播的除縱波外還有橫波，橫波在固體中衰減較小。由于超聲波的波長(zhǎng)較短、方向性較強(qiáng)，所以它的能量也較為集中〔9-10〕。

超聲波局部放電帶電檢測(cè)就是通過(guò)放置在GIS殼體上的壓敏傳感器接收傳播到殼體上的超聲波信號(hào)，再通過(guò)對(duì)聲信號(hào)的分析判斷來(lái)診斷GIS內(nèi)部是否發(fā)生了局部放電或異常振動(dòng)缺陷〔11〕，并實(shí)現(xiàn)對(duì)放電或異常振動(dòng)缺陷進(jìn)行定位。

超聲波傳感器按照使用方式主要可分為接觸式傳感器和非接觸式傳感器。對(duì)于GIS帶電檢測(cè)一般應(yīng)用較多的是接觸式傳感器，但現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢測(cè)中常采用非接觸式傳感器進(jìn)行外部干擾識(shí)別及干擾源定位。超聲波傳感器按照其結(jié)構(gòu)形式可以分為單端式和差分式，單端式傳感器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是帶負(fù)載能力較強(qiáng)；差分式傳感器可以有效抑制共模干擾，具有較高的檢測(cè)靈敏度，目前現(xiàn)場(chǎng)常使用的AIA超聲檢測(cè)儀采用的便是差分式傳感器。

近年來(lái)諸多學(xué)者開(kāi)始研究的光纖技術(shù)是將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)化為光強(qiáng)信號(hào)，再通過(guò)光敏元件將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)是能應(yīng)用于高電壓、強(qiáng)電磁干擾的惡劣環(huán)境，且適合長(zhǎng)距離信號(hào)傳輸。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)光纖傳感器的應(yīng)用研究主要集中在變壓器類設(shè)備檢測(cè)，對(duì)GIS設(shè)備應(yīng)用研究較少，其實(shí)際應(yīng)用到GIS帶電檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)還需要作深入研究。

超聲波局部放電帶電檢測(cè)由于抗現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾能力強(qiáng)，使用快捷方便，是現(xiàn)場(chǎng)GIS局部放電檢測(cè)的重要手段之一。目前使用的大部分超聲波檢測(cè)儀器能夠通過(guò)超聲傳感器的耦合將GIS內(nèi)部局部放電的聲音真實(shí)反映出來(lái)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)一般將典型放電圖譜與典型放電聲音綜合比對(duì)，能夠更加直觀、高效的判斷GIS內(nèi)部缺陷類型。

現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行GIS超聲波局部放電帶電檢測(cè)時(shí)，會(huì)受到檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)附近的施工及機(jī)械振動(dòng)、附近設(shè)備局部放電等因素的影響，給檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確判斷帶來(lái)干擾，文獻(xiàn)〔12〕對(duì)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的干擾類型及排除措施都進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

1.3 SF6氣體成分分析

GIS內(nèi)部SF6氣體及絕緣材料在局部放電作用下會(huì)與少量的水分發(fā)生反應(yīng)，生成一系列的分解產(chǎn)物。根據(jù)研究表明〔13〕，當(dāng)GIS內(nèi)部放電類型、放電強(qiáng)度、電極材料及微水含量不同時(shí)，分解產(chǎn)物的組分也會(huì)有所不同。近年來(lái)根據(jù)SF6分解產(chǎn)物判斷設(shè)備缺陷類型在電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用，取得了良好的效果〔14〕。

采用SF6氣體成分分析，對(duì)GIS內(nèi)部局部放電檢測(cè)的靈敏度較低，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常遇到特高頻及超聲波法均能檢測(cè)到明顯局部放電時(shí)，SF6氣體成分無(wú)異常，或者在內(nèi)部無(wú)放電缺陷的斷路器氣室檢測(cè)到SF6氣體分解組分，容易造成對(duì)GIS運(yùn)行狀態(tài)的漏判、錯(cuò)判。其原因是受以下三方面因素的影響:設(shè)備內(nèi)部吸附劑的影響；短脈沖放電不一定會(huì)產(chǎn)生足夠的分解物；斷路器開(kāi)斷電弧也會(huì)造成分解物的變化〔15〕。

因此現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，將特高頻、超聲波及SF6氣體成分分析有效結(jié)合，對(duì)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)GIS設(shè)備缺陷具有十分重要的作用。

2 GIS局部放電源定位技術(shù)

GIS帶電檢測(cè)中現(xiàn)場(chǎng)常用的定位技術(shù)主要包括幅值定位、時(shí)差定位及平分面定位法。其中平分面定位法主要用于干擾源的定位及排除。

幅值定位主要包括特高頻幅值定位法、超聲波幅值定位法。超聲波幅值定位精度較特高頻法高，是由于特高頻電磁波在GIS中傳播時(shí)衰減較小，在較大范圍內(nèi)檢測(cè)到的特高頻信號(hào)幅值無(wú)明顯變化，而超聲波在GIS中傳播時(shí)衰減很大，信號(hào)幅值隨放電源距離迅速減小。

時(shí)差定位法和平分面定位法的核心都是根據(jù)不同信號(hào)在介質(zhì)中傳播的時(shí)延規(guī)律來(lái)進(jìn)行定位的方法。根據(jù)基準(zhǔn)信號(hào)的不同，時(shí)差定位法又可以分為電電聯(lián)合定位法、聲聲聯(lián)合定位法及聲電聯(lián)合定位法，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)是否能檢測(cè)到聲或電信號(hào)選擇性的使用一種或多種定位方式。不同定位方法優(yōu)劣及精度對(duì)照如表1所示。

表1 定位方法比較

另外還有一種定位方法在GIS帶電檢測(cè)早期缺陷定位中應(yīng)用較多，當(dāng)檢測(cè)到異常放電信號(hào)時(shí)，對(duì)GIS逐間隔或氣室停電檢測(cè)，當(dāng)某一間隔或氣室停電后，局部放電信號(hào)消失，則說(shuō)明放電源位于該間隔或氣室。該定位方法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)帶電檢測(cè)定位儀器要求不高，定位比較準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是檢測(cè)時(shí)要反復(fù)操作設(shè)備，增加運(yùn)維人員工作量，容易產(chǎn)生操作過(guò)電壓，對(duì)某些缺陷(如尖端放電缺陷)存在擊穿危險(xiǎn)，并且該定位方法只能大致定位到某一間隔或氣室，對(duì)進(jìn)一步準(zhǔn)確定位具體位置較為困難。

3 GIS帶電檢測(cè)技術(shù)不足及發(fā)展趨勢(shì)

3.1 精確檢測(cè)技術(shù)尚需進(jìn)一步研究

GIS五類典型局部放電缺陷中，絕緣材料的沿面放電缺陷無(wú)疑是對(duì)GIS運(yùn)行健康狀況影響最為嚴(yán)重的缺陷類型，沿面放電一旦發(fā)生極易造成絕緣擊穿，導(dǎo)致閃絡(luò)故障〔16〕。然而根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，絕緣材料表面缺陷檢出率較低，部分裝設(shè)內(nèi)置傳感器的GIS在發(fā)生沿面閃絡(luò)故障前未能準(zhǔn)確檢測(cè)到異常信號(hào)，甚至國(guó)內(nèi)也多次存在剛開(kāi)展完帶電檢測(cè)后發(fā)生閃絡(luò)故障的案例。說(shuō)明現(xiàn)有的特高頻及超聲波檢測(cè)手段不能夠在沿面放電早期準(zhǔn)確的檢測(cè)出來(lái)。造成該現(xiàn)象的原因有如下幾種〔17〕:(1)由于沿面放電發(fā)生在絕緣材料表面，絕緣材料對(duì)超聲波具有一定的吸收作用，放電產(chǎn)生的超聲波信號(hào)大部分被絕緣材料吸收，因此以目前超聲波檢測(cè)儀器靈敏度，在GIS殼體只能檢測(cè)到很小的超聲波信號(hào)或者完全檢測(cè)不到；(2)沿面放電本身會(huì)導(dǎo)致電荷的泄漏，因此會(huì)造成放電脈沖的前沿相比其他放電類型要緩，其所激發(fā)的特高頻信號(hào)也相對(duì)較弱，以目前特高頻檢測(cè)儀器靈敏度，在沿面缺陷發(fā)展的早期較難檢測(cè)到明顯的特高頻信號(hào)；(3)沿面放電一般持續(xù)時(shí)間較短，極易導(dǎo)致閃絡(luò)故障，放電產(chǎn)生的氣體分解產(chǎn)物被GIS內(nèi)部吸附劑吸收造成SF6氣體中分解組分含量較少，現(xiàn)場(chǎng)基本較難檢測(cè)到。

因此，研究更為精準(zhǔn)的檢測(cè)技術(shù)，提高檢測(cè)儀器現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)靈敏度，開(kāi)展SF6氣體成分痕量研究對(duì)準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部缺陷，提高缺陷檢出率具有重要作用也是后續(xù)局部放電檢測(cè)技術(shù)研究重要內(nèi)容。

3.2 缺陷劣化程度量化評(píng)估

GIS局部放電帶電檢測(cè)的最終目的是通過(guò)檢測(cè)結(jié)果判斷GIS設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)缺陷劣化程度進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估。然而，經(jīng)過(guò)多年來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)室研究，眾多學(xué)者及檢測(cè)人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)單一的檢測(cè)幅值及檢測(cè)結(jié)果圖譜并不能夠準(zhǔn)確的反應(yīng)GIS設(shè)備具體的運(yùn)行狀況及缺陷劣化程度。缺陷劣化程度的準(zhǔn)確評(píng)估需要充分考慮局部放電類型、放電機(jī)理、放電位置、檢測(cè)幅值及缺陷的發(fā)展趨勢(shì)等綜合因素。近幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)各放電類型的機(jī)理研究較多，對(duì)通過(guò)局部放電檢測(cè)判斷缺陷劣化程度具有很好的促進(jìn)作用。

國(guó)內(nèi)有學(xué)者提出過(guò)基于局放的GIS缺陷危險(xiǎn)程度評(píng)估方法及流程，主要基于放電類型、缺陷位置、缺陷發(fā)展程度和局放幅值4個(gè)因素對(duì)缺陷劣化程度進(jìn)行評(píng)估，但是對(duì)具體的劣化程度的劃分尚具有一定的主觀性，無(wú)大量的實(shí)驗(yàn)室及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的支撐。因此如何進(jìn)行缺陷劣化程度的準(zhǔn)確評(píng)估，給出定量的評(píng)估及預(yù)警依據(jù)也是后續(xù)局部放電檢測(cè)技術(shù)的重要研究?jī)?nèi)容。

3.3 帶電檢測(cè)儀器校驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)體系的建立

2013至2014年國(guó)家電網(wǎng)公司組織開(kāi)展了特高頻及超聲波局部放電檢測(cè)裝置性能檢測(cè)工作，對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的局部放電檢測(cè)儀器綜合性能進(jìn)行了比對(duì)校驗(yàn)，對(duì)規(guī)范和引導(dǎo)儀器開(kāi)發(fā)和制造技術(shù)起到了積極的推動(dòng)作用〔10〕。然而目前市場(chǎng)上的檢測(cè)儀器仍然參差不齊，某些檢測(cè)儀器的部分性能參數(shù)并不能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的要求，一旦流入電網(wǎng)，極易對(duì)檢測(cè)結(jié)果誤判及漏判，危害性較大。開(kāi)展檢測(cè)儀器的入網(wǎng)檢測(cè)及定期校驗(yàn)是阻止不合格檢測(cè)儀器進(jìn)入電網(wǎng)及保證檢測(cè)儀器性能的重要手段。自2014年以來(lái)，北京電科院等各網(wǎng)省公司電科院相繼建立了局部放電檢測(cè)儀器的校驗(yàn)平臺(tái)，開(kāi)展了初步的校驗(yàn)比對(duì)工作，然而由于缺乏比較權(quán)威的帶電檢測(cè)儀器的技術(shù)規(guī)范，對(duì)儀器校驗(yàn)的進(jìn)一步發(fā)展也造成了一定的制約。目前雖然國(guó)家電網(wǎng)公司及南方電網(wǎng)公司出臺(tái)了一些相關(guān)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但這些標(biāo)準(zhǔn)尚未上升到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的程度。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)耐壓條件下局放源的快速定位

為進(jìn)一步加強(qiáng)GIS設(shè)備管理，提高GIS設(shè)備入網(wǎng)質(zhì)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部缺陷，近年以來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司及南方電網(wǎng)公司相繼出臺(tái)相關(guān)措施要求在GIS現(xiàn)場(chǎng)工頻耐壓時(shí)開(kāi)展局部放電測(cè)試。GIS現(xiàn)場(chǎng)工頻耐壓對(duì)發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部缺陷特別是絕緣缺陷及顆粒放電具有很好的效果，但是GIS內(nèi)部一旦存在這類缺陷，在工頻耐壓值下容易形成放電并迅速造成閃絡(luò)擊穿，由于GIS的封閉結(jié)構(gòu)，各種保護(hù)措施不完善，很難快速查找內(nèi)部放電點(diǎn)，有時(shí)甚至需要逐段、逐間隔檢查，帶來(lái)很大的工作量，并且現(xiàn)場(chǎng)打開(kāi)完好間隔檢查容易給設(shè)備后期安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。因此在GIS發(fā)生閃絡(luò)能夠通過(guò)檢測(cè)儀器迅速定位其閃絡(luò)放電位置，就顯得非常必要。

目前國(guó)內(nèi)有部分廠家在快速定位方面有過(guò)相關(guān)研究，并研制出相應(yīng)產(chǎn)品，但是這些產(chǎn)品并未在現(xiàn)場(chǎng)廣泛應(yīng)用，其有效性和準(zhǔn)確性尚需進(jìn)一步觀察和研究。

3.5 GIS局部放電在線監(jiān)測(cè)

在線監(jiān)測(cè)技術(shù)曾在GIS設(shè)備上廣泛應(yīng)用，然而由于監(jiān)測(cè)裝置本身故障頻發(fā)并且可靠性低、常常出現(xiàn)誤報(bào)、漏報(bào)等原因，引起過(guò)較大爭(zhēng)議。但是從目前帶電檢測(cè)情況來(lái)看，雖然在檢測(cè)時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)部分放電缺陷，但是由于受檢測(cè)周期的限制，在一個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)新發(fā)生的放電缺陷不能夠及時(shí)有效的被檢測(cè)出來(lái)，容易錯(cuò)過(guò)缺陷處理的最佳時(shí)機(jī)，造成設(shè)備故障，特別是對(duì)于重要設(shè)備而言，將會(huì)造成較大的損失。另外對(duì)于存在缺陷的GIS設(shè)備，采用在線監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)觀察其缺陷發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)準(zhǔn)確把握GIS設(shè)備狀態(tài)具有十分重要的作用。

因此，發(fā)展GIS局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，特別是對(duì)重要設(shè)備及帶缺陷設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)，將是未來(lái)GIS局部放電檢測(cè)的重要手段。相應(yīng)的，進(jìn)一步提高在線監(jiān)測(cè)裝置自身的質(zhì)量水平，加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)裝置的靈敏性和抗干擾性能，提高在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性也將是下一步研究的工作重點(diǎn)。據(jù)了解，為了提高在線監(jiān)測(cè)裝置質(zhì)量，加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)裝置入網(wǎng)質(zhì)量控制，部分省份已提出GIS內(nèi)置傳感器入網(wǎng)前需送該省電科院進(jìn)行檢測(cè)等相關(guān)措施，這些措施也具有很好的借鑒意義。

3.6 GIS局部放電智能化帶電檢測(cè)

目前，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行GIS帶電檢測(cè)對(duì)人的依賴性比較大，無(wú)論現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)還是結(jié)果分析都是由現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員進(jìn)行，對(duì)人員素質(zhì)及技術(shù)水平要求較高。對(duì)于相同的檢測(cè)信號(hào)，不同的檢測(cè)人員給出的判斷結(jié)果有可能并不相同，容易造成對(duì)檢測(cè)結(jié)果的誤判。采用智能化檢測(cè)手段，建立大數(shù)據(jù)平臺(tái)及專家診斷系統(tǒng)，綜合收集設(shè)備檢測(cè)歷史數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀況、檢修數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，提取檢測(cè)結(jié)果特征信息，通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)分析，準(zhǔn)確判斷設(shè)備運(yùn)行狀況，能夠減少現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員工作量、有效彌補(bǔ)檢測(cè)人員的不足，提高檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性。然而尚未見(jiàn)有機(jī)構(gòu)或廠家構(gòu)建智能化檢測(cè)平臺(tái)，目前部分儀器自帶的專家診斷系統(tǒng)對(duì)缺陷類型的分析準(zhǔn)確率還較低，GIS局部放電智能化帶電檢測(cè)的研究工作還任重而道遠(yuǎn)。

4 結(jié)論

(1)目前現(xiàn)場(chǎng)常用的GIS帶電檢測(cè)技術(shù)主要有特高頻、超聲波及SF6氣體成分分析，實(shí)際應(yīng)用中將三種檢測(cè)方法有機(jī)結(jié)合，能夠更加有效的發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部放電缺陷。

(2)GIS帶電檢測(cè)中現(xiàn)場(chǎng)常用的定位技術(shù)主要包括幅值定位、時(shí)差定位及平分面定位法。

(3)GIS局部放電帶電檢測(cè)技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)已得到了廣泛的應(yīng)用，并已檢測(cè)發(fā)現(xiàn)眾多設(shè)備缺陷，極大的確保了設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。但仍存在一定的不足:缺陷的精確檢測(cè)技術(shù)尚需進(jìn)一步研究，缺陷劣化程度尚不能實(shí)現(xiàn)量化評(píng)估，還需要建立更為規(guī)范的帶電檢測(cè)儀器校驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)體系。GIS局部放電在線監(jiān)測(cè)及智能化帶電檢測(cè)仍是后續(xù)局部放電檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)及難點(diǎn)。

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Review of application on GIS partial discharge measurement technology

MAO Wenqi1，WU Shuifeng2，XIE Guosheng2，DUAN Xiaoli2，HUANG Haibo2，YE Huisheng2，XIE Yaoheng2
(1.State Grid Hunan Electric Power Corporation，Changsha 410007，China；2.State Grid Hunan Electric Power Corporation Research Institute，Changsha 410007，China)

The principle of UHF，ultrasonic testing and gas composition analysis is reviewed，as well as advantages and disadvantages of field application.Different positioning methods are compared and analyzed.Moreover，existing problems of PD detection are discussed.Suggestions are proposed for guiding possible future applications in flied of PD detection.On-line monitoring and intelligent charging detection is key points and difficulties for the development of PD detection.

ultra high frequency(UHF)；acoustic emission(AE)；partial discharge(PD)；live detection；positioning technology；defect recognition

TM855.1

B

1008-0198(2016)02-0009-05

毛文奇(1981)，男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事變電專業(yè)技術(shù)與管理工作。

10.3969/j.issn.1008-0198.2016.02.002

2016-02-25