GIS內部局部放電的高頻檢測技術研究

冷雪敏+高陽+許傲然

摘 要：本文針對GIS設備發生局部放電時，產生高頻電磁波的特性，研究利用超高頻檢測技術，針對設備放電進行定位及檢測。針對所研發技術進行測試試驗，采用試驗用變壓器對GIS設備加載電壓，模擬相關懸浮電位故障和金屬微粒故障進行超高頻檢測，試驗結果證明，超高頻檢測技術，可以準確判斷出設備故障發生的位置，通過同種型號設備故障模擬錄波，建成設備故障數據庫，可以有效準確的判定電力系統相關設備的故障類型。

關鍵詞：局部放電；高頻檢測；開關缺陷

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

1 引言

GIS是目前我國電力系統中常見的電器開關設備，由于其密封性，很難檢測內部相關故障，尤其是電氣故障中最常見的局部放電故障。本文經過研究，針對GIS設備發生局部放電時，產生高頻電磁波的特性，研究利用超高頻檢測技術，針對設備放電進行定位及檢測。針對所研發技術進行測試試驗，采用試驗用變壓器對GIS設備加載電壓，模擬相關懸浮電位故障和金屬微粒故障進行超高頻檢測，試驗結果證明，超高頻檢測技術，可以準確判斷出設備故障發生的位置，通過同種型號設備故障模擬錄波，建成設備故障數據庫，可以有效準確的判定電力系統相關設備的故障類型。

2 試驗設備

高頻檢測電磁波實驗，實驗電壓加載設備采用無局放試驗變壓器，針對 GIS設備加載電壓至63kV，高頻電磁信號測試儀放置在阻容分壓器低壓端，考慮到設備分壓器的具有容性阻抗，造成設備初始相角超前現象，實驗系統添加了相角調整裝置，使放電信號的電磁波測量值，在容易檢測的Ⅰ、Ⅱ相限內。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值，當放電信號初始相角達到90°時，啟動高頻測試裝置，采集信號，記錄相關波形。

3 試驗分析

本文針對GIS設備內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行實驗測試，實驗系統額定加載電壓63kV，觀測相角位置，利用超聲波設備記錄設備故障的相關圖譜，通過頻譜分析判定系統放電特性及故障狀態，形成數據庫文本。

懸浮電位超高頻放電特性圖譜如圖1所示，通過GIS設備外殼超聲波設備的記錄顯示，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，一般對應出現在Ⅰ、Ⅲ象限。

金屬微粒放電故障實驗特性圖譜如圖2所示，通過GIS設備外殼超聲波設備的記錄顯示，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，放電點沒有集中現象出現，測量信號相位信號同懸浮電位實驗的特性較為一致，相位信號多對稱出現在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，但放電次數隨著加載電壓的升高，次數逐漸增多。

4 結論

本文針對發生局部放電時產生高頻電磁波的特性，利用高頻檢測設備固定在GIS設備外殼，模擬相關放電故障，記錄放電幅值，相位，次數并構成相應的頻譜特性圖。在針對GIS設備內部懸浮電位故障和金屬微粒故障進行模擬實驗時，可以發現不同的放電故障將體現出不同性質的頻譜特性，如果可以針對以上的頻譜特性形成數據庫，通過模擬各種故障豐富完善數據庫資源，那么將形成針對GIS設備故障檢測數據庫，切實解決了電力系統密封開關設備的故障判斷問題，豐富電力系統設備檢測技術，方便電力系統運行檢修工作，保障供電可靠性。

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