GIS現場閃絡故障定位關鍵技術應用

董偉

摘要：通過對GIS（封閉式組合電器）發生閃絡機理的分析，合理采用相對應的方法對現場交流耐壓狀態下故障點進行檢測和定位，同時結合GIS設備結構特點，介紹了超聲波傳感器的布置原則，有效地提高了故障定位效率并且節省故障處理時間，最后還對GIS結構設計、現場安裝調試注意事項提出了合理化建議。

關鍵詞：GIS；閃絡；故障定位；超聲波檢測

為滿足電氣設備使用數量激增，電壓等級和設備的集成度要求進一步提高，GIS被研發推廣，GIS的顯著特點是占地面積較小、密封性好、受環境影響較小、運行可靠性高、檢修周期長、維護工作量少、運行費用低等，現階段，在全國范圍內變電站建設工作中廣泛被應用。在應用過程中發現GIS設備受惡劣天氣、電力系統故障、設備自身制造工藝缺陷等各方面的影響，導致在高電壓作用下會產生閃絡現象，造成內部絕緣擊穿，嚴重危害設備及人身安全。為此，本文主要闡述GIS現場閃絡故障定位關鍵技術措施應用及注意事項。

1閃絡產生的原因

通過對GIS的自身組成部分的分析研究，發現GIS現場發生閃絡的主要原因是由于SF6氣體途經固體絕緣介質表層時產生的放電現象導致的。SF6中固體絕緣介質表層產生放電現象的主要原因是由于絕緣介質表層電場的強弱程度發生突變所引起的，引起絕緣介質表層電場強弱程度發生突變的原因主要是由于在制作過程中或者安裝過程中，絕緣表面的不平整、懸浮顆粒等都將導致耐壓過程中閃絡。

2GIS現場閃絡故障檢測方法

GIS現場閃絡故障檢測的主要方法有：常規檢測法、超高頻檢測法、化學檢測法、超聲波檢測法等。

2.1常規檢測法

常規檢測法又稱為脈沖電流檢測法，該方法主要是借助于耦合電容器測量絕緣介質放電時產生的脈沖電流，其具有方法簡單、易于操作，但是對檢測環境要求很嚴格，如果檢測環境存在電磁，將會導致檢測數據出現誤差。

2.2化學檢測法

化學檢測法主要是對SF6氣體產生的分解物SOF2和SO2F2的含量進行檢測，然后根據分解物SOF2和SO2F2的含量來判斷是否發生閃絡放電，該方法存在的不足之處就是需要較長的檢測周期，其檢測結果的準確性也會受到檢測人員自身的影響。

2.3超聲波檢測法

超聲波檢測法主要是通過對超聲波能量的捕捉，實現對故障點的檢測和定位。該方法不易受環境的電磁干擾，且操作方便，已在故障診斷和定位領域得到廣泛應用。

3GIS現場閃絡定位關鍵技術應用

3.1GIS現場閃絡故障定位的操作流程

本次GIS交流耐壓試驗現場閃絡故障定位技術的應用中，主要是利用超聲波檢測閃絡定位裝置對GIS內部閃絡故障點進行定位，具體操作流程如（下圖為檢測裝置和操作現場）：

檢測裝置和操作現場

第一步，升壓前在GIS設備氣室各選定檢測點，并安裝上檢測裝置；

第二步，耐壓開始即啟動閃絡定位裝置，接收各檢測點檢測信號；

第三步，耐壓過程中通過超聲波傳感器所接收到的聲波信號強弱，結合裝置系統繪制的檢測圖譜所顯示的聲波脈沖信號幅值、時刻等特征比較分析；

第四步，通過聲波脈沖信號幅值和脈沖信號時差進行定位。

3.2GIS現場閃絡故障定位的模擬試驗

GIS現場交流耐壓試驗閃絡故障定位裝置關鍵技術通過了以下模擬試驗，定位準確可靠。

3.2.1內部尖端閃絡檢測

在氣室內部放置尖端，并施加相應工頻電壓對其進行耐壓檢測，待產生閃絡進行放電后停止。

3.2.2內部氣體間隙閃絡檢測

通過調節氣室的相關隔離類開關或者動靜觸頭間的距離，采用人工方式設置放電源和調節放電時的電壓，施加相對應工頻電壓對其進行耐壓檢測，待產生閃絡放電擊穿后停止檢測。

3.3現場應用要求

第一：GIS交流耐壓試驗過程中有條件時必須進行閃絡定位的檢測工作，該項工作是判斷和定位擊穿故障位置的關鍵，為下一步的分析提供必要的數據支持，有效縮短故障解體檢修時間。

第二：采用超聲波法故障定位分析時，第一要統一分析每個傳感器接收到的聲波信號強弱，結合裝置系統繪制的檢測圖譜所顯示的聲波脈沖信號幅值、時刻等特征比較分析，避免出現定位誤判。

4結語

利用超聲波傳感器檢測接收閃絡產生的聲波脈沖信號，通過聲波脈沖信號幅值和時差對GIS設備現場故障點定位分析，最終得出該方法在閃絡故障檢測及故障點定位應用中的準確性和有效性，能夠很好的解決GIS設備在交接試驗驗收階段準確定位內部絕緣缺陷位置，避免設備帶病入網運行，縮短故障檢修周期，給電力系統穩定性和可靠性提供了保障，因此利用超聲波檢測方法對GIS設備現場交流耐壓試驗因內部存在異常導致的閃絡進行檢測定位具有極其重要的意義，可在電力行業內廣泛推廣使用。

參考文獻：

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項目：本文章由“一種GIS閃絡定位裝置研制”職工技術創新項目資助