基于超高頻局放檢測技術的GIS狀態檢修

齊 超

（國網河北省電力公司檢修分公司,石家莊 050070）

基于超高頻局放檢測技術的GIS狀態檢修

齊 超

（國網河北省電力公司檢修分公司,石家莊 050070）

隨著電網建設步伐的加快，GIS產品質量及其運行是否可靠也得到關注與重視。然而從近年來電力系統運行實際狀況看，GIS內部放電、故障問題仍屢見不鮮，直接致使變電站停電，對電網安全運行帶來嚴重影響。實踐研究發現，超高頻局放檢測技術應用下，對GIS狀態檢修可發揮重要作用。本文將對GIS設備局放類型與危害、超高頻局放檢測技術的具體運用進行探析。

GIS狀態檢修；超高頻局放檢測技術；應用

0 前言

氣體絕緣組合電器，又被稱之為GIS，以維護量小、可靠性高以及占地面積小等優勢被廣泛用于電力系統中，特別在500kV電壓等級變電站中所占比例極高。但GIS設備應用下，如何做好設備狀態評估、潛伏性故障及時發現也成為需考慮的主要內容。盡管傳統檢測方式如超聲波或超高頻法等在檢測GIS局部放電上作用明顯，但仍有一定弊端，如超聲波法應用易受環境干擾等。而在超高頻局放檢測技術應用下，這些問題都可得到解決。因此，本文對GIS狀態檢修中超高頻局放檢測技術的應用分析，具有十分重要的意義。

1 GIS設備局放類型與危害

1.1 尖刺放電

尖刺放電作為GIS設備局放類型之一，其缺陷問題的產生歸結于毛刺或導體表面突起物的存在。如其中金屬突出物，一般在現場組裝環節中，未做好導體表面光滑處理或有金屬碰撞情況，其導致金屬突出物產生，即使較小針尖狀突出物，也可能產生尖刺放電缺陷問題。對于尖刺放電，通常以穩定電暈放電為主，假若有過電壓作用，將有擊穿可能。

1.2 空穴放電

GIS設備局放缺陷中，空穴放電發生的可能性也較高，這種情況的產生歸結于絕緣子內部存在氣泡缺陷，或絕緣子、高壓導體交界處有氣隙缺陷存在。其中的氣泡缺陷一般較小，制造與檢測中難被發現，以絕緣拉桿、導體支撐絕緣子以及盆式絕緣子等為例，若制造中出現工藝控制不良情況，便會有殘留氣泡。這些氣泡放電時，可沿氣泡壁表面、沿上下地面等進行放電。優于不同氣泡在放電上有一定差異，一旦出現氣泡放電相互疊加下，將導致貫穿性故障產生。從空穴放危害看，內部絕緣材料在空穴放電影響下極易出現累積性損傷，材料老化速度極快，且絕緣擊穿炸裂的可能性較高。

1.3 懸浮電位放電

懸浮電位放電情況，多表現為設備內部有部分金屬部件存在安裝工藝不良情況，運行時部件有接觸不良、松動情況，導致電位懸浮，在局部放電形成后，電氣距離被縮短，導致耐壓水平下降。假若對工頻相位中局部放電脈沖幅值利用V-Ф散點圖表示，對各相位段中最大放電幅值分布利用Vmax-Ф譜圖表示，懸浮電位放電情況如圖1。除此之外，懸浮電位放電中，在放電相位、放電幅值與放電次數分布方面也表現較為明顯[1]。

1.4 自由金屬顆粒放電

自由金屬顆粒放電，主要因有金屬碎屑殘留在設備內部，系統運行中，GIS腔體內部受電場力影響，其中的金屬碎屑會逐漸移動。這樣在金屬顆粒位置變化、金屬顆粒自身形狀影響下，設備絕緣水平也將受到影響。金屬顆粒中，危險程度最高的通常為絲粒狀顆粒，這些顆粒一旦在移動中集中于高場強區，便會有導電通道形成，增加絕緣擊穿發生的可能性。

2 超高頻局放檢測技術的應用

2.1 超高頻局放檢測原理

GIS主要以SF6作為絕緣介質，該介質在擊穿情況下的恢復能力、高介電強度上較為明顯，當有局部脈沖信號出現在氣體內，便會有持續時間較短的上升沿，此時高頻電磁波信號頻率，將保持于0.3～3GHz。GIS中，電磁波傳播時可以任何頻率進行，但需注意假若有100MHz以上頻率情況，電磁波傳播信號將持續衰減，而對于有電磁波頻率要求的橫電波、橫磁波，傳播條件很難滿足。事實上GIS本身以良好通州結構為主，電磁波傳播中母線部分可充分發揮其波導作用，信號衰竭并不明顯。但在盆式絕緣子、T型連接與L型連接方面，衰減較大。以其中盆式絕緣子為例，若有高頻電磁波傳播，信號會直接向GIS罐體外部進行敷設。此時，在超高頻局放檢測技術應用方面，僅需考慮將超高頻傳感器置于絕緣盆處，可保證內部局部放電信號被檢測出來[2]。

2.2 GIS狀態檢修中超高頻局放檢測的具體應用

超高頻局放檢測技術應用中，可考慮將局部放電檢測儀引入，該儀器在構成上主要以信號處理單元、變換單元、放大單元以及UHF傳感器為主，當處理單元對局放信號處理后，便可識別放電類型、分析放電信號波形，最終得到的分析結果便可用于檢修決策的參考。需注意的是超高頻局放檢測儀器應用下，在檢測準確性、檢測效率上優勢都較為明顯，也可滿足在線連續監測要求，但應用中僅能在絕緣盆附近進行定位，且信號量化標準缺失。實際開展局放檢測工作中，應注意對檢測點附近干擾源情況判斷，一旦有干擾信號需及時排除，避免對檢測準確性帶來影響[3]。

3 結論

超高頻局放檢測技術的應用為GIS狀態檢修提供強有力支撐。實際引入超高頻局放檢測技術中，應正確認識GIS局放相關類型及其危害，如尖刺放電、空穴放電、懸浮電位放電以及自由金屬顆粒放電等，同時明確超高頻局放檢測原理，將高頻局放檢測儀器引入其中，對GIS狀態進行可靠分析，以此達到及時發現故障、及時解決的目標。

[1]陳昱同,齊振忠,郭麗.超高頻局放檢測技術在GIS狀態檢修中的應用[J].山西電力,2013(03)：31-33.

[2]周靜龍.750kV GIS超高頻局部放電檢測技術的應用研究[D].華北電力大學,2015.

[3]王謝燕,李迅,艾芊.GIS局部放電在線檢測技術的應用[J]. 電力與能源,2012(01)：21-23.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.235