GIS內(nèi)部局部放電的高頻檢測技術(shù)研究

冷雪敏+高陽+許傲然

摘 要：本文針對GIS設(shè)備發(fā)生局部放電時，產(chǎn)生高頻電磁波的特性，研究利用超高頻檢測技術(shù)，針對設(shè)備放電進(jìn)行定位及檢測。針對所研發(fā)技術(shù)進(jìn)行測試試驗，采用試驗用變壓器對GIS設(shè)備加載電壓，模擬相關(guān)懸浮電位故障和金屬微粒故障進(jìn)行超高頻檢測，試驗結(jié)果證明，超高頻檢測技術(shù)，可以準(zhǔn)確判斷出設(shè)備故障發(fā)生的位置，通過同種型號設(shè)備故障模擬錄波，建成設(shè)備故障數(shù)據(jù)庫，可以有效準(zhǔn)確的判定電力系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的故障類型。

關(guān)鍵詞：局部放電；高頻檢測；開關(guān)缺陷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.03.025

1 引言

GIS是目前我國電力系統(tǒng)中常見的電器開關(guān)設(shè)備，由于其密封性，很難檢測內(nèi)部相關(guān)故障，尤其是電氣故障中最常見的局部放電故障。本文經(jīng)過研究，針對GIS設(shè)備發(fā)生局部放電時，產(chǎn)生高頻電磁波的特性，研究利用超高頻檢測技術(shù)，針對設(shè)備放電進(jìn)行定位及檢測。針對所研發(fā)技術(shù)進(jìn)行測試試驗，采用試驗用變壓器對GIS設(shè)備加載電壓，模擬相關(guān)懸浮電位故障和金屬微粒故障進(jìn)行超高頻檢測，試驗結(jié)果證明，超高頻檢測技術(shù)，可以準(zhǔn)確判斷出設(shè)備故障發(fā)生的位置，通過同種型號設(shè)備故障模擬錄波，建成設(shè)備故障數(shù)據(jù)庫，可以有效準(zhǔn)確的判定電力系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的故障類型。

2 試驗設(shè)備

高頻檢測電磁波實(shí)驗，實(shí)驗電壓加載設(shè)備采用無局放試驗變壓器，針對 GIS設(shè)備加載電壓至63kV，高頻電磁信號測試儀放置在阻容分壓器低壓端，考慮到設(shè)備分壓器的具有容性阻抗，造成設(shè)備初始相角超前現(xiàn)象，實(shí)驗系統(tǒng)添加了相角調(diào)整裝置，使放電信號的電磁波測量值，在容易檢測的Ⅰ、Ⅱ相限內(nèi)。具體操作為在變壓器端子懸掛金屬線，在升壓過程中觀測相角的具體數(shù)值，當(dāng)放電信號初始相角達(dá)到90°時，啟動高頻測試裝置，采集信號，記錄相關(guān)波形。

3 試驗分析

本文針對GIS設(shè)備內(nèi)部常見局部放電兩種情況，即懸浮電位放電和金屬粒子放電兩種進(jìn)行實(shí)驗測試，實(shí)驗系統(tǒng)額定加載電壓63kV，觀測相角位置，利用超聲波設(shè)備記錄設(shè)備故障的相關(guān)圖譜，通過頻譜分析判定系統(tǒng)放電特性及故障狀態(tài)，形成數(shù)據(jù)庫文本。

懸浮電位超高頻放電特性圖譜如圖1所示，通過GIS設(shè)備外殼超聲波設(shè)備的記錄顯示，可以看出懸浮電位故障工頻耐壓水平較低，放電次數(shù)隨著所加載電壓的升高，逐步增加，放電幅值較大，但測量信號幅值比較穩(wěn)定，并不隨著電壓改變，同時信號的相位位置較為固定，一般對應(yīng)出現(xiàn)在Ⅰ、Ⅲ象限。

金屬微粒放電故障實(shí)驗特性圖譜如圖2所示，通過GIS設(shè)備外殼超聲波設(shè)備的記錄顯示，可以看出放電位置由于金屬粒子的不確定性，放電位置較為分散，放電點(diǎn)沒有集中現(xiàn)象出現(xiàn)，測量信號相位信號同懸浮電位實(shí)驗的特性較為一致，相位信號多對稱出現(xiàn)在Ⅰ、Ⅲ象限，同時由于放電位置不確定性，放電信號的幅值也無規(guī)律可循，放電幅值基本上不隨著電壓升高而改變，但放電次數(shù)隨著加載電壓的升高，次數(shù)逐漸增多。

4 結(jié)論

本文針對發(fā)生局部放電時產(chǎn)生高頻電磁波的特性，利用高頻檢測設(shè)備固定在GIS設(shè)備外殼，模擬相關(guān)放電故障，記錄放電幅值，相位，次數(shù)并構(gòu)成相應(yīng)的頻譜特性圖。在針對GIS設(shè)備內(nèi)部懸浮電位故障和金屬微粒故障進(jìn)行模擬實(shí)驗時，可以發(fā)現(xiàn)不同的放電故障將體現(xiàn)出不同性質(zhì)的頻譜特性，如果可以針對以上的頻譜特性形成數(shù)據(jù)庫，通過模擬各種故障豐富完善數(shù)據(jù)庫資源，那么將形成針對GIS設(shè)備故障檢測數(shù)據(jù)庫，切實(shí)解決了電力系統(tǒng)密封開關(guān)設(shè)備的故障判斷問題，豐富電力系統(tǒng)設(shè)備檢測技術(shù)，方便電力系統(tǒng)運(yùn)行檢修工作，保障供電可靠性。

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