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引言

GIS(Gas Insulated Substation)是氣體絕緣全封閉組合電器的英文簡稱。GIS作為一種集聯(lián)絡(luò)、控制、測量和保護(hù)為一體的高度集成化開關(guān)電器，具有占地面積小、配置靈活、受外部環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)，倍受電力用戶青睞。對(duì)于戶外GIS設(shè)備，在其運(yùn)行過程中，由于受電動(dòng)力影響，內(nèi)部導(dǎo)桿連接前期安裝不到位，會(huì)導(dǎo)致事故初期GIS筒體內(nèi)部產(chǎn)生異音，后期如果聲發(fā)射釋放的應(yīng)變能足夠大，就可產(chǎn)生人耳聽得見的聲音，大多數(shù)發(fā)射信號(hào)由于強(qiáng)度很弱，人耳不能直接聽見，需要借助靈敏的儀器才能檢測出來，用儀器探測、記錄、分析、聲發(fā)射信號(hào)和利用聲發(fā)射信號(hào)推斷發(fā)射源。[1]因此，GIS設(shè)備初期的超聲局部放電檢測就顯得尤為重要。

本文對(duì)某330kV變電站GIS所產(chǎn)生的異常信號(hào)，使用超聲波法(AE，又稱聲發(fā)射法)，進(jìn)行異常信號(hào)查找、異常分析、精確定位，梳理檢測流程，檢測中注意事項(xiàng)，提出了一套檢測流程。

一、超聲局放檢測定位技術(shù)

GIS內(nèi)部局部放電會(huì)激發(fā)聲波信號(hào)，當(dāng)聲波到達(dá)GIS外殼的內(nèi)表面后會(huì)引起外殼微小震動(dòng)，通過聲發(fā)射傳感器將材料的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過對(duì)該信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、采樣、存儲(chǔ)和數(shù)字信號(hào)處理等一系列操作得到局部放電信號(hào)的多個(gè)特征值，通過分析相關(guān)特征值來判斷局部放電水平并對(duì)放電源進(jìn)行定位。

二、異常檢測與分析

異常檢測和定位：

2017年05月19日，檢測人員利用超聲局放檢測儀(型號(hào)為AIA-2)，對(duì)青海某330kV變電站GIS進(jìn)行檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)330kVⅠ段母線2號(hào)檢測點(diǎn)位置在連續(xù)模式下(如圖1所示)，峰值和有效值較大(如圖2所示)，并且利用儀器的相位模式進(jìn)行檢測，(如圖3所示)在峰值統(tǒng)計(jì)圖中可以看出，最高峰值都接近100mV,并具有明顯的100HZ相關(guān)性(如圖4所示)，利用儀器的相位模式檢測人員使用SF6氣體分解產(chǎn)物檢測儀對(duì)上述氣室進(jìn)行檢測，未發(fā)現(xiàn)SF6分解產(chǎn)物。再通過便攜式特高頻局放測試儀(型號(hào)為HBEDS-PoDAS)對(duì)異常筒體及相鄰?fù)搀w檢測，未發(fā)現(xiàn)異常放電信號(hào)信號(hào)(如圖5所示)。

圖1 現(xiàn)場檢測位置標(biāo)識(shí)

圖2 連續(xù)測量模式瞬態(tài)記錄

圖3 相位檢測模式圖譜

圖4 峰值統(tǒng)計(jì)圖

圖5 超高頻檢測圖譜

松動(dòng)或接觸不良會(huì)引起電位懸浮，懸浮部位與導(dǎo)體之間存在耦合電容，相當(dāng)于容性放電。給出超聲檢測的示意圖。放電脈沖一般發(fā)生在電壓上升沿，在外施電壓的正負(fù)半周均能檢測，信號(hào)的100Hz相關(guān)性很強(qiáng)。由于耦合電容和放電時(shí)兩端的電壓差比較固定，因此隨著電壓的升高，放電量變化不大。檢測信號(hào)比較穩(wěn)定，重復(fù)性強(qiáng)[2]，通過對(duì)圖3的分析，可以發(fā)現(xiàn)相位模式測得圖譜在每180°左右呈現(xiàn)豎條狀，且幅值較大，具有典型的機(jī)械振動(dòng)特征。再根據(jù)圖5的分析，異音及相鄰?fù)搀w未發(fā)現(xiàn)異常放電信號(hào)，可初步判定為由懸浮電位引起的機(jī)械振動(dòng)。故障位置靠近筒壁周圍。

三、解體檢查

在檢測出異常后，于2017年05月23日對(duì)異常母線筒體進(jìn)行解體檢修，根據(jù)現(xiàn)場檢修圖來看，是對(duì)異音所在相鄰幾個(gè)氣室開蓋檢查后發(fā)現(xiàn)，拆解后內(nèi)部圖(如圖6所示)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體絕緣支撐上的屏蔽罩螺絲松動(dòng)。故障位置靠近母線筒體，印證了之前的檢測。

圖6 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

四、結(jié)論

在故障分析中，超聲檢測可以有效的發(fā)現(xiàn)異常位置，能夠準(zhǔn)確的分析定位，對(duì)于某些檢測過程中，針對(duì)聲波在介質(zhì)中的衰減、不靈敏等現(xiàn)象，可以結(jié)合高頻法，化學(xué)檢測法，提高故障的診斷性及有效性。