局部放電測量試驗在檢測GIS設備內部故障中的應用

王先敏

【摘 要】本文通過對某變電站GIS設備內部故障檢測處理的過程進行分析，總結了局部放電測量試驗在檢測GIS設備內部故障的應用的效果。

【關鍵詞】G I S；局部放電測量；故障

【中圖分類號】V242.3+1【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0155-01

引言

隨著電網的迅速發展，具有結構緊湊、占地面積小、可靠性高、環境適應能力強，維護工作量很小等一些列優點的氣體絕緣金屬封閉組合電器（簡稱GIS）越來越廣泛的應用于電網建設中。由于GIS結構特殊性、絕緣性能要求極高，有些設備內部細微故障運用常規試驗方法難以被檢測出來，將嚴重的威脅到設備安全運行。本文通過運用局部放電測量試驗分析處理某變電站GIS設備內部故障實例來解決上述問題。

1 概述

局部放電（以下簡稱“局放”）是指當外加電壓在電氣設備中產生的場強，足以使絕緣部分區域發生放電，但在放電區域內未形成固定放電通道的放電現象，這種放電大多發生在設備的高電位部分。局部放電是反映GIS設備絕緣性能的重要數據之一，它是設備絕緣劣化的征兆和表現形式。所以通過耐壓試驗時同時做局部放電測量試驗檢測GIS設備絕緣系統中局部放電量，能及時有效查找出設備故障缺陷，確保設備安全投入運行。

2 局部放電測量試驗在檢測GIS設備內部故障的過程

2.1 變電站接線方式

某110kV變電站共8個GIS間隔，包括#1主變間隔，#2主變間隔，母聯間隔，1M PT間隔，2M PT間隔，110kV甲線路間隔，110kV乙線路間隔，110kV丙線路間隔，如圖1所示。本次試驗從#2主變間隔出線套管處加壓，同時對除1M PT及2M PT間隔外的6個間隔一起進行耐壓試驗。

2.2 試驗過程及結果

試驗步驟：首先加壓至設備額定相對地電壓（73kV）5min，然后升到1.73倍設備額定相對地電壓（126kV）3min進行老練試驗，結束后直接升到現場交流耐壓值額定值（184kV）1min 。以上各次加壓期間對各間隔進行局部放電量檢測。

（1）在C相進行老練試驗時，測得疑似異常局放信號幅值最大約為2. 5～3V；且1M側3個間隔幅值比2M側各間隔幅值偏小，#2主變間隔幅值比母聯間隔、甲線間隔幅值偏小；老練試驗后直接升壓進行耐壓試驗升壓至184kV，保持1min，無擊穿現象，但測得的疑似異常局放信號幅值依然很大；

（2）在B相進行老練試驗時，GIS局放測試結果與C相結果相似；老練試驗后直接升壓進行耐壓試驗，升壓至176kV時，放電擊穿，該相耐壓試驗沒有通過。

（3）在A相進行老練試驗時，GIS局放測試結果與C相結果相似；老練試驗后直接升壓進行耐壓試驗，升壓至184kV，保持1min，無擊穿現象，但測得的疑似異常局放信號幅值依然很大。

為了準確的找出GIS設備內部故障點，試驗人員對B相采用逐個分間隔加壓至126kV，通過GIS局放試驗來確定GIS設備內部擊穿點范圍。

在甲線間隔帶電時，各間隔各處放測試結果如下：#2主變間隔各盆式絕緣子局放信號約2V；母聯間隔各盆式絕緣子局放信號幅值約為2. 5V-3V；乙線間隔各盆式絕緣子局放信號幅值約為1～1.5V；丙線及#1主變間隔局放信號幅值約為0.5～1V，甲線各盆式絕緣子局放信號約為2. 5～3V。甲線各盆式絕緣子處檢測到的局放信號幅值如圖中所標：

2.3 試驗結果分析

由以上分間隔加壓所得到的GIS局放測試結果，可得出如下結論：

（1）甲線帶電前，各間隔幾乎都未檢測到異常局放信號，該間隔帶電后，各間隔都明顯檢測到幅值較大的異常局放信號。由此可初步推斷，甲線間隔存在嚴重缺陷，擊穿點可能位于該間隔。

（2）通過對比甲線各盆式絕緣子處檢測到的異常局放信號幅值，可知斷路器氣室兩側的幅值最大，且向兩側有逐漸減小的趨勢，因此初步推斷甲線間隔的缺陷可能位于斷路器氣室內。

（3） A、C相雖然耐壓時未發生擊穿現象，但局放幅值均達到了2.5V左右，幅值很大，產生該信號的原因可能為A、C相GIS內部均存在類似B相的嚴重缺陷，但未達到較低電壓放電擊穿水平。

2.4 故障點處理

安裝人員對放電的甲線斷路器現場開蓋進行了檢查，發現斷路器上支持三相絕緣子均有不同程度的放電痕跡，經分析為上支持絕緣子與斷路器上封蓋接觸不實，造成懸浮放電。工作人員對三相絕緣子及封蓋均做了處理之后，該站110kVGIS設備A、B、C三相均順利通過耐壓試驗，且未檢測出異常局放信號。

3 結論

利用耐壓試驗時做局放試驗能準確的檢測GIS設備內部局部放電量，從而可以判斷設備內部擊穿點，在設備投入前將所有細微缺陷發現并消除。利用定期局放試驗或者在線進行局部放電測量還可以檢測運行的GIS設備的局部放電量，對設備存在顆粒較多或者局放部位進行檢測記錄，可以分析設備缺陷的發展趨勢，從而盡早發現處理設備缺陷，避免安全事故的發生。

4 結束語

GIS設備要達到安全運行對設備的生產、安裝調試都有極高的要求，在設備投運前進行局部放電測量試驗是杜絕GIS設備帶著安全隱患投入運行的有力措施。在今后的工作中，應廣泛應用及發展局部放電測量技術，保障電網建設安全運行。