蒙志強(qiáng)

（深圳供電局有限公司）

0 引言

電力系統(tǒng)進(jìn)入到了高速發(fā)展的階段，電網(wǎng)的規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，電力設(shè)備的電壓等級也在逐漸的升高。而電壓安全對設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性的要求也越來越高。GIS設(shè)備它具有占地面積小、可以承受很強(qiáng)的破壞力、維護(hù)的次數(shù)少，有著很高的穩(wěn)定性，在現(xiàn)在的變電站中越來越多被使用。

1 GIS設(shè)備的特點(diǎn)

現(xiàn)如今的電力系統(tǒng)實(shí)際的運(yùn)行過程中，常規(guī)預(yù)試需要對GIS設(shè)備絕緣盆子開展局部放電檢測，如圖1所示，由于部分測絕緣盆子試口距離地面的高度為3～4m左右，通常需要繼保凳或踩著GIS的外殼攀爬上去進(jìn)行檢測，導(dǎo)致試驗(yàn)過程需佩戴全身式安全帶登高作業(yè)，給現(xiàn)場工作帶來了一定作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)并增加作業(yè)時(shí)長。部分GIS殼體表面無安全帶固定點(diǎn)，會導(dǎo)致作業(yè)難度加大，作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)提高，作業(yè)過程中移位時(shí)還存在踩踏相關(guān)管線、攝像頭等易損壞部件的風(fēng)險(xiǎn)。亟需一種多功能可伸縮的絕緣固定舉升裝置，將局放測試特高頻探頭等試驗(yàn)儀器舉升固定至高處的絕緣盆子并緊密貼合進(jìn)行檢測，代替人工攀爬貼合，從而顯著降低現(xiàn)場作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提升工作效率［1-4］。

圖1 傳統(tǒng)GIS局放測試方法

2 新型舉升測試裝置研究與應(yīng)用

筆者團(tuán)隊(duì)結(jié)合現(xiàn)場測試過程中測試人員在GIS各盆子開展測試的難點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，研究發(fā)明一款多功能的可伸縮式帶電測試儀器固定舉升裝置，如圖2所示，該裝置底部采用伸縮式輕質(zhì)絕緣伸縮桿作為桿體的主要材料，桿體伸長長度可達(dá)3m，收縮長度小于1m，以適應(yīng)現(xiàn)場常見被測設(shè)備高度，同時(shí)又便于攜帶搬運(yùn)。桿頭用采用金屬螺紋管鎖扣連接可調(diào)節(jié)長度、角度的機(jī)械臂，機(jī)械臂末端連接可拆卸的萬向儀器夾持固定裝置。夾持固定裝置采用可活動的彈力夾以適應(yīng)不同尺寸的測試儀器。同時(shí)在伸縮桿頂加裝專用儀器防墜落固定裝置，防止舉升或移動過程時(shí)檢測儀器滑落損壞，進(jìn)而從根本上提高高處被試設(shè)備帶電監(jiān)測試驗(yàn)的工作效率，降低現(xiàn)場登高作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 新型GIS局放測試儀舉升裝置

2.1 伸縮式絕緣舉

研究團(tuán)隊(duì)對伸縮式舉升桿方案可行性進(jìn)行驗(yàn)證，擬設(shè)計(jì)每節(jié)長度為1.0m，總伸長長度為3m的絕緣伸縮桿，各節(jié)絕緣桿之間采用螺旋鎖扣進(jìn)行鎖緊，最上節(jié)用金屬螺紋管連接機(jī)械臂，機(jī)械臂連接可萬向調(diào)節(jié)的儀器夾持固定裝置。驗(yàn)證裝置可以根據(jù)現(xiàn)場GIS絕緣盆子等被試設(shè)備高度自由收縮絕緣桿，各節(jié)節(jié)絕緣桿均可以在任意伸出長度下鎖緊，方便現(xiàn)場作業(yè)人員自由調(diào)節(jié)舉升桿總高度。研究試驗(yàn)人員移位測試時(shí)，方案絕緣舉升桿可以重力自動回縮，降低絕緣桿總高度后進(jìn)行移動，可以有效減小現(xiàn)場工作人員的操作難度和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 可自由拆卸可調(diào)角度、長度的機(jī)械臂

在伸縮式絕緣桿頂部用金屬螺紋管連接的機(jī)械臂可以自由拆卸，方便替換其他裝置，實(shí)現(xiàn)絕緣伸縮桿的多功能使用。機(jī)械臂采用可以自由調(diào)節(jié)長度及旋轉(zhuǎn)角度的卡口設(shè)計(jì)，便于根據(jù)現(xiàn)場被測設(shè)備橫向尺寸及旋轉(zhuǎn)角度不同，自由調(diào)節(jié)機(jī)械臂以使夾持固定裝置固定于合適的位置緊密貼合被測設(shè)備，如圖3所示。

圖3 可拆卸可調(diào)角度的接卸臂

2.3 可調(diào)角度、尺寸的夾持固定裝置

為適應(yīng)不同尺寸的測試儀器夾持固定，本裝置的末端夾持固定裝置將設(shè)計(jì)為可以滑動調(diào)節(jié)尺寸，并設(shè)計(jì)有一定彈力的夾持固定卡扣，便于固定不同尺寸的測試儀器，如圖4所示。同時(shí)其與機(jī)械臂連接處設(shè)置可自由轉(zhuǎn)向的萬向輪連接裝置，方便在機(jī)械臂大致角度固定后，測試儀器可以自由調(diào)節(jié)角度朝向以適應(yīng)不同弧度的GIS絕緣盆子，從而實(shí)現(xiàn)測試儀器緊密貼合被測盆子［5-8］。

圖4 可調(diào)角度尺寸的夾持固定裝置

2.4 測試探頭防墜落及儀器固定夾持方案

研究團(tuán)隊(duì)使用專用測試儀器防墜落繩，防止舉升測試儀器時(shí)，固定裝置松脫，儀器墜落造成的人身傷害。同時(shí)在桿頂加裝專用測試儀器夾持固定裝置，以解決部分廠家測試探頭與測試儀器信號發(fā)生器間測試線較短的難題。

3 GIS局部放電定位方法綜述

3.1 測試過程介紹

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對110kV某變電站開展站內(nèi)110kV GIS局部放電測試，測試中發(fā)現(xiàn)3號主變變高間隔A相斷路器兩側(cè)及其附近盆子處存在異常局放信號。2021年7月6日，對其進(jìn)行復(fù)測，異常局放信號依然存在，信號最大處位于3號主變變高1103間隔A相斷路器下側(cè)盆子處。2021年7月7日，對該間隔所有氣室進(jìn)行SF6現(xiàn)場分解產(chǎn)物測試，測試結(jié)果正常。2021年7月8日，采用便攜式局放檢測定位儀、高速示波器對其進(jìn)行局放精確檢測與定位測試，現(xiàn)場測試點(diǎn)布置如圖5所示，初步定位局放源位于3號主變變高1103間隔A相黃框位置，如圖6所示。

圖5 局放測試位置示意圖（圖示非3號主變變高間隔A相）

圖6 局放定位位置（圖示非3號主變變高間隔A相）

3.2 現(xiàn)場局部放電活動測試概述

該110kV變電站GIS間隔為三相分箱結(jié)構(gòu)，各相具有獨(dú)立氣室，采用便攜式局放檢測定位儀、高速示波器對3號主變變高1103間隔A相進(jìn)行精確局放檢測及定位測試。發(fā)現(xiàn)異常局放信號為持續(xù)性信號，在測試點(diǎn)2測得信號幅值最大，幅值約為－44dBm，信號強(qiáng)度中等。局放源定位在圖6所示3號主變變高間隔A相黃框位置附近，局部放電類型為絕緣件空穴／污穢放電。

3.2.1 便攜式局放檢測定位儀測試數(shù)據(jù)

如圖7所示，分別為PRPS、PRPD、累積PRPD、專家系統(tǒng)信號識別及自動定位信號圖譜，分別從不同維度反映局部放電信號特征，圖像特征具有典型空穴／污穢放電特征。

圖7 特高頻圖譜

3.2.2 高速示波器定位數(shù)據(jù)

如圖8所示，示波器定位圖譜進(jìn)行時(shí)間差分析，計(jì)算可得局放信號定位位置在圖6所示3號主變變高1103間隔A相方框位置。該局放信號為持續(xù)性信號，信號密度較大，在測試點(diǎn)2盆子測得信號幅值最大，幅值約－44dBm，幅值大小一般。信號定位位置在圖6所示方框位置，局放類型為絕緣件空穴／污穢。因絕緣擊穿具有一定隨機(jī)性，該絕緣隱患可能會隨時(shí)導(dǎo)致故障的出現(xiàn)，其風(fēng)險(xiǎn)會隨著時(shí)間的推移而增加，存在較大的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，建議密切監(jiān)測信號的發(fā)展趨勢，擇機(jī)進(jìn)行停電檢修處理［9-10］。

圖8 示波器定位數(shù)據(jù)圖

后續(xù)應(yīng)結(jié)合專業(yè)巡視，定期對其開展局放測試，跟蹤信號發(fā)展趨勢，如信號異常增大，建議立即停電處理。如遇停電檢修，建議重點(diǎn)檢查圖6所示紅框位置（3號主變變高1103間隔A相）內(nèi)所有絕緣件（盆式絕緣子、支撐絕緣件和絕緣拉桿，重點(diǎn)檢查盆式絕緣子）是否存在污穢、氣泡或裂痕等缺陷，對更換下的絕緣件進(jìn)行無局放試驗(yàn)和X射線測試，檢查絕緣件是否存在氣泡或裂痕缺陷。

4 結(jié)束語

GIS設(shè)備在電網(wǎng)中運(yùn)用日益增多，在交接試驗(yàn)、預(yù)防性試驗(yàn)等過程中均需測量局部放電，但現(xiàn)場缺乏便捷安全的測量方法和快速定位手段。本文對于GIS局部放電類型確診、放電部分定位以及提升測試效率的新型工具應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。該多功能可伸縮的絕緣固定舉升裝置，可以將帶電測試儀等試驗(yàn)設(shè)備舉升固定至一定高度，貼近運(yùn)行設(shè)備開展檢測，適用于GIS設(shè)備局放檢測、主變電纜倉局放檢測、敞開式避雷器放電計(jì)數(shù)器的動作檢測、避雷器阻性電流檢測等需要在較高、較遠(yuǎn)的地方接觸被試設(shè)備開展的試驗(yàn)，可以代替人工攀爬或搭設(shè)腳手架，大大降低現(xiàn)場作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，顯著提升了工作效率。本裝置還可應(yīng)用于其他需要固定舉升小型設(shè)備的場合，如噪音測試、無線電測試、紅外測試等，預(yù)期將能推廣至更多的行業(yè)。