寧燈亮 朱述園

摘要：GIS設備作為一種氣體絕緣金屬封閉開關的設備，由于結構較為緊密且占地面積小的特點，非常受人歡迎，加之此設備如出現(xiàn)異常，能及時將其危險排除、解決，進而實施修理，可實現(xiàn)提升GIS設備運用效率，保證變電站正常、平穩(wěn)的運行的目的?；诖?，文章首先分析了GIS的局部放電的檢測方法，而后分析了GIS局部放電在線檢測系統(tǒng)的實際運用，旨在為工作人員提供參考。

關鍵詞：GIS;局部放電;在線監(jiān)測

前言

氣體絕緣組合電器（GAS Insulated Switchgear.簡稱GIS）是一種結構緊密、性能比較好的高壓電力設備。在電力系統(tǒng)中使用越來越多，而GIS內(nèi)部絕緣的構造首要是SF6氣體絕緣，在生產(chǎn)時出現(xiàn)毛刺或者安裝運送過程中出現(xiàn)部件不牢固或者接觸不良導致的電極電位浮動和運行中絕緣老化等缺陷，這些缺陷可能會產(chǎn)生GIS內(nèi)部的電場發(fā)生畸變，進而使局部電場增加，產(chǎn)生局部放電（Partial discharge ，簡稱PD）。而局部放電對絕緣的損害作用是一個慢慢發(fā)展的過程，并且從局部開始，受到不同因素的影響，對運行中GIS設備是一種潛在的危險。由于電力系統(tǒng)中保護舉措逐漸完善，各種過電壓對設備絕緣的損害作用比較小。

1 GIS超聲波局部放電檢測技術的運用原理

GIS超聲波局部放電檢測技術是依據(jù)在局部放電的絕緣裂化原理，在系統(tǒng)故障的最開始的時候進行判斷。技術人員利用GIS超聲波局部放電檢測技術，可以經(jīng)過超聲波的穿透作用，對設備實行抗干擾，將外面環(huán)境的擾亂約束在最低的范圍內(nèi)。伴隨著電力系統(tǒng)的一直開展，智慧城市和智慧電網(wǎng)以及電子系統(tǒng)中電子遠見工作的技術水平的逐步提高，導致GIS超聲波局部放電檢測技術的進展，使技術上的可能性實現(xiàn)。使用GIS超聲波局部放電檢測技術，對電力系統(tǒng)的設備開始檢測，最大的優(yōu)點是在使設備供應電力的情況下，對設備的問題進行檢修，這種方式可以確保用戶在使用電的時候的穩(wěn)定性，降低電力檢修系統(tǒng)對于用戶使用電的影響。在這種供應電力的情況下，檢驗維修設備也可以使電子傳感器更加靈活的接收信號，并且在接收速度上、成本上等方面都有優(yōu)勢。同時，GIS超聲波局部放電檢測也具有占地面積小，安裝過程簡單和檢測時間短等優(yōu)勢。

2 GIS設備局部產(chǎn)生放電的原因

GIS 設備絕緣中在比較強的電場中會出現(xiàn)一定范圍內(nèi)的放電，而細微的局部放電情景對與絕緣介質(zhì)產(chǎn)生一定的作用。如果情形特別嚴重的話，會給絕緣造成一定的破壞，因此，使設備產(chǎn)生問題，進而，使經(jīng)濟產(chǎn)生一些損失。而GIS的內(nèi)部設備出現(xiàn)了絕緣故障或者有了重要的表現(xiàn)是因為GIS出現(xiàn)了局部放電現(xiàn)象。假如出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，會造成SF6氣體出現(xiàn)分解現(xiàn)象，進而使氣場改變形狀，導致絕緣材料有嚴重的傷害。因此，導致GIS局部放電現(xiàn)象主要有以下幾種：其一是在進行生產(chǎn)或者安裝的過程中，需要在桶內(nèi)對金屬自有的顆粒進行預留;其二是對于部分金屬零部件出現(xiàn)松動的現(xiàn)象，一般會產(chǎn)生電位導體的現(xiàn)象;其三假如絕緣表面有一定的瑕疵，例如本身的質(zhì)量問題或者有氣泡出現(xiàn)，都會出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，進而導致產(chǎn)生導電的現(xiàn)象;其四是如果接觸頭出現(xiàn)了接觸不良的問題，就會產(chǎn)生短弧，然后在產(chǎn)生長弧，進而，形成擊穿放電的情形;其五是如果設備中出現(xiàn)其它物件時或者有漂浮物，同樣，也會導致GIS局部放電的情況。

3局部放電檢測的方法

局部產(chǎn)生放電量的大小并不能表明設備產(chǎn)生了故障危險的程度，但是，局部為什么會產(chǎn)生放電的原因一定要清楚，這樣才能無誤的評估局部放電對設備的影響。因此，GIS局部放電在線檢測方法有非電測法和電測法兩大方法。

3.1非電測法

3.1.1光學檢測法

運用光學檢測法來檢測局部放電形成的光是特別有效果的。但是，對于GIS中很多不知道的放電源，光學法的靈活度就會受到很大的影響。由于光學檢測法需要把傳感器放進GIS設備里面，因此，對于在線檢測局部放電不是很適合。

3.1.2化學檢測法

通過檢測SF6氣體被穿透分解之后的生成物間接檢測局部放電的情況，一般運用的是SOF2和SO2F2兩種氣體，這樣檢測時能夠不受電氣的干擾，但是從GIS氣室內(nèi)產(chǎn)生局部放電到電分析氣體檢測出來的問題，用的時間太長了，因此，限制了光學檢測法在局部放電的使用

3.1.3聲學檢測法

可以在GIS外部運用加速度或者聲發(fā)射傳感器，檢測GIS中局部放電激發(fā)的聲音信號，但是局部放電引起的聲音信號是通過氣體和絕緣子時衰退的特別厲害，因此，對聲學檢測法的運用進行了限制。

3.2電氣檢測法

3.2.1常規(guī)的電測法

常規(guī)電測法又叫脈沖電流法，是可以通過調(diào)整傳感器和GIS等值電容的比值，來獲取最好的靈敏度，并且可以對測量系統(tǒng)進行標度，但是很容易受到外部電磁的擾亂，沒有辦法對局部放電源進行定位，因此，常規(guī)電測法不能運用于GIS局部放電的在線檢測。

3.2.2超高頻法

超高頻法是通過安裝在GIS中的傳感器，來檢測局部放電電磁波的頻譜部分。GIS的局部放電普遍發(fā)生在有高壓的SF6氣體很小的間隙內(nèi)，而且局部放電時間特別短，很快地衰退消亡。局部放電脈沖的上升前沿包括1GHz的電磁波，這是由于GIS氣室的共振作用，產(chǎn)生不同種模式的超高頻法的諧振電磁波。然而GIS氣室就像一個低損耗的微波共振腔，進而，使局部放電信號的震蕩波可以在氣室內(nèi)的時間可以延長，讓安置在GIS上的內(nèi)置/外置的耦合器有較多的時間來捕捉信號。

4 GIS局部放電在線檢測系統(tǒng)的實際運用

在GIS局部放電在線檢測系統(tǒng)的實際運用時，可以通過計算機軟件進行分析可以得到不正常的局部放電的信號，需要依據(jù)脈沖的放電類別對型號進行判定，進而確認局部放電是否有問題。首先要對比現(xiàn)場測得局部放電的波形圖和數(shù)據(jù)庫的典型圖譜，來判斷出現(xiàn)故障的類型。當正半周的放電范圍比負半周高和放電脈沖比較緊密，很難區(qū)分時，一般是金屬尖刺類型的問題;當波形的放電量沒有變化和放電次數(shù)隨著電壓的增加而增加時，一般是單點接觸不良或者多點接觸不良的問題;當伴隨著電壓的升高，波形幅值變大并且呈現(xiàn)形狀不均勻的形態(tài)，一般是腔體上有金屬顆粒。在對信號的類型和強度判斷之后，需要通過對問題進行定位并祛除。

5結束語

綜上所述，作為城市電網(wǎng)的主要組成部分，GIS設備的檢測技術，對于確保供應電的穩(wěn)定性具有重要的意義。然而運用超高頻或者超聲波法的在線檢測技術，依靠不用停電和簡單操作的特點，為GIS設備的保護工作帶來了很大的方便。但是，運用在線檢測技術對GIS局部放電缺點檢測時，所有的判斷都要根據(jù)實際的現(xiàn)場測試的數(shù)據(jù)和較為豐富的經(jīng)驗來支持。

參考文獻：

[1]李巍.GIS全封閉組合電器在線運行故障檢測[J].輕金屬，2019（07）：74-78.

（作者單位：新東北電氣集團高壓開關有限公司沈陽分公司）