帶電檢測技術在GIS缺陷檢測中的應用分析

唐琳凱

摘要：電力系統的穩定性與我國經濟的發展和人們的正常生產生活密切相關，近年來，隨著電力行業的不斷發展，GIS設備以其可靠性高、占地少、便于維護等優勢被廣泛的應用到電力系統中，但是GIS設備在生產運行過程中存在一定的風險，一旦發生故障將會引起嚴重的停電事故，因此在電力工作中為提高GIS設備運行可靠性，需要進行缺陷監測工作。本文對帶電檢測技術在GIS缺陷檢測中的應用進行了分析，希望能夠提高GIS設備的運行效率，從而為電力系統的穩定運行提供可靠保障。

關鍵詞：帶電檢測技術;GIS缺陷檢測;應用

GIS設備在設計、裝配、安裝和運行過程中可能出現各種缺陷，如果不能及時的發現處理可能會給GIS設備的安全運行造成影響，甚至會損壞設備，所以對GIS設備進行缺陷檢測是必不可少的。GIS缺陷檢測分為停電試驗和帶電檢測兩種，由于停電試驗的電壓較低，雖然能夠發現部分缺陷，但是卻無法反映出設備運行的真實情況，對于一些潛伏性的缺陷不能及時發現，而利用帶電檢測技術不僅能夠在不停電的情況下及時的發現內部缺陷，還能夠對其進行精準的定位，從而減少故障發生概率。

一、帶電檢測技術概述

帶電檢測技術是一種電力設備檢測的重要手段，指在設備帶電運行的情況下，對設備狀態進行現場檢測，獲取設備狀態量，評估設備狀態，從而發現設備潛在性的運行隱患，確保供電的可靠性，減少事故發生概率以及帶來的損失。帶電檢測技術有很多種，應用帶電檢測技術能夠對不同缺陷進行精準的檢測，及時發出預警，同時能夠有效提升設備的檢修效率，確保電力系統能夠正常運轉。

二、GIS缺陷檢測概述

GIS是上世紀60年代出現的一種封閉式組合電器，以斷路器為主體，與隔離開關、接地開關和電流互感器組合在一起，由于GIS設備縮小了配電設備的尺寸，因此減少了占地面積，而且帶點部分封閉在金屬外殼內，因此完全不會受到大氣條件的影響，所充氣體為不燃的惰性氣體，運行的可靠性較高，除此之外，GIS設備還具有維護工作量小、檢修周期長、安裝工期短等特點，由此可見，利用GIS設備能夠有效提升電力系統運行穩定性，更好的滿足電力系統運行要求。但是由于GIS設備在安裝使用等過程會存在一定的缺陷，或者由于一些其他原因可能降低絕緣強度，所以必須要對設備進行缺陷檢測，從而及時發現和維修存在的缺陷，避免引起電力系統故障[1]。下圖是GIS主要元件介紹。

三、GIS缺陷類型

GIS常見缺陷主要有氣體泄漏、水分含量、內部放電、內部元件故障等等。GIS設備也成為六氟化硫封閉式組合電器，其內部充有一定壓力的SF6絕緣氣體，如果發生SF6氣體泄漏現象，會給整個設備和電力系統造成嚴重的損失，一般情況下，SF6氣體的泄漏主要與材料質量、設備加工精細度和技術人員操作等方面的原因有關，除此之外由于設備材料的老化也有可能造成裂縫，從而出現氣體泄漏;另外，在SF6絕緣氣體中添加少量的其他氣體能夠在一定程度上提升氣體介質的絕緣性能，但是與此同時如果混入少量的水分則會影響SF6的絕緣性能。GIS內部放電主要時電暈放電的形式，六氟化硫其他在不均勻的電場中會發生局部自持放電，主要是由于設備中存在一定的混合物，從而影響了設備的絕緣強度，這樣一來不僅會增加工作人員的工作負擔，還會影響設備的可靠性和安全性。GIS設備的元件故障主要是斷路器、負荷開關、隔離開關、接地開關等元件在使用過程中由于接觸不良或者短路等原因影響了設備的正常運行，所以必須要重視對設備和線路狀況的檢查[2]。

四、帶電檢測技術在GIS缺陷檢測中的應用

（一）特高頻局部放電帶電檢測

由于GIS設備內部存在局部放電時的擊穿過程很快，會產生較陡的脈沖電流，激發出特高頻電磁波信號，特高頻局部放電帶電檢測就是通過特高頻傳感器接收局部放電所激發出的電磁波信號，對電磁波信號進行分析，從而實現缺陷的類型判斷和定位，但是這種方式只能判定出大致位置，無法實現精準定位。從使用傳感器進行區分，可以分為內置式和外置便攜式兩類，在對GIS設備進行局部放電檢測過程中，分為時域測量和頻域測量兩種，在使用特高頻局部放電帶點檢測技術過程中，需要全面了解該方法的特點，事先做好相應的準備，從而排除干擾因素的影響，保證測量結果的準確性[3]。

（二）超聲波局部放電帶電檢測

超聲波局部放電帶電檢測技術是一種被廣泛應用的技術，由于GIS設備內部如果發生放電或者振動缺陷時，將會產生沖擊的聲波或者振動，并以球面波的形式向外傳播，該技術主要是通過在GIS設備外殼上所放置的傳感器來接收內部放電震動或者超聲波，然后對超聲波進行檢測來掌握GIS設備的狀態，判斷內部是否存在局部放電或者異常振動。在利用超聲波局部放電帶電檢測技術過程中，為了確保傳感器與殼體接觸良好，減少信號測量損失，可以通過涂抹超聲耦合劑的方式來提高測量結果的準確性，除此之外，為了避免外界因素的干擾，還要注意合理的選擇測試點以及測點與其他因素的聯系。

（三）化學成分分析法

由于GIS設備內部存在放電或者過熱缺陷時，所產生的能量會使六氟化硫氣體分解產生二氧化硫、硫化氫和一氧化碳等氣體，而且不同缺陷類型分解的產物不同，因此可以利用分析設備對SF6氣體進行成分分析，從而對內部放電或者過熱缺陷進行判斷，根據氣體濃度還能夠檢測缺陷的嚴重程度[4]。

（四）紅外熱像檢測

由于物體在運動過程中會產生熱能，從而在物體表面形成一定的溫度場，從而被觀察到。同樣的道理，GIS設備在發生故障時由于分子運動也會產生熱能，形成熱像，因此可以利用紅外熱像檢測技術，通過設備吸收紅外輻射能量，以設備表面溫度和溫度場的分布情況來判斷設備故障，通過對熱像進行觀察能夠更加全面徹底的發現很多不易察覺的細節問題[5]。

（五）缺陷定位

缺陷定位技術主要包括兩種，一種是幅值定位，另一種是時延定位。幅值定位所應用的是特高頻和超聲波信號的衰減作用，傳感器所檢測的信號強度與放電源的距離有關，放電源越近信號越強，放電源越遠信號越弱，但是利用幅值定位技術進行定位存在一定的缺陷，精度無法保證，這主要是由于特高頻信號在GIS腔體中衰減較小造成的，因此只能大致確定位置;而時延定位技術具體又可分為聲聲聯合定位、電電聯合定位和聲電聯合定位幾種，聲電聯合定位的方法一般應用在能夠同時檢測到特高頻和超聲波信號的時候。

結束語：

總而言之，帶電檢測技術是一種科學有效的方式，利用帶電檢測技術對GIS設備進行缺陷檢測，能夠時刻掌握其運行動態，盡早發現內部缺陷，并精準的定位缺陷進行相應的檢修，有效降低事故率和檢修成本，因此需要重視帶電檢測技術在GIS缺陷檢測中的應用研究，從而為GIS設備的安全運行和電力系統穩定供電提供可靠保證。

參考文獻：

[1]李月華.帶電檢測技術在GIS缺陷檢測中的應用[J].環球市場，2017，（23）：221.

[2]毛惠卿.探討帶電檢測技術在GIS缺陷檢測中的應用[J].百科論壇電子雜志，2018，（2）：313.