氣體絕緣組合電器局部放電分析

姜 敏，楊衛(wèi)東，喬朝霞

（1.山西電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001；2.朔州供電分公司，山西 朔州 036000）

氣體絕緣組合電器局部放電分析

姜 敏1，楊衛(wèi)東1，喬朝霞2

（1.山西電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001；2.朔州供電分公司，山西 朔州 036000）

以某變電站現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)為實(shí)例對(duì)氣體絕緣組合電器（Gas Insulated Metal-enclosed Switchgear）內(nèi)部局部放電檢測(cè)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，著重列舉了利用超聲局放測(cè)試的發(fā)現(xiàn)過(guò)程、圖譜及處理過(guò)程，充分說(shuō)明了超聲定位的準(zhǔn)確性和適用性，大大節(jié)省了檢查處理時(shí)間。

局部放電；超聲波；連續(xù)模式；地理信息系統(tǒng)

氣體絕緣組合電器具有結(jié)構(gòu)緊湊、基本不受外界環(huán)境影響、噪聲和無(wú)線電干擾水平低、內(nèi)部元件（包括絕緣件）運(yùn)行壽命長(zhǎng)、運(yùn)行安全可靠、配置靈活維護(hù)簡(jiǎn)單、檢修周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在電力系統(tǒng)得到了廣泛的使用。然而GIS一旦發(fā)生故障，引起的停電時(shí)間長(zhǎng)，檢修費(fèi)用高，停電帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失巨大。

1 局部放電檢測(cè)目的與方法

1.1 檢測(cè)目的

GIS內(nèi)部主要介質(zhì)有SF6氣體和環(huán)氧絕緣桿件等，當(dāng)絕緣存在各種缺陷（電暈、接觸不良、絕緣件缺陷、自由顆粒等）時(shí)，會(huì)使SF6氣體擊穿電壓降低，同時(shí)絕緣缺陷產(chǎn)生的局部放電使SF6氣體分解，SF6氣體分解物與絕緣件中的填充物會(huì)起化學(xué)反應(yīng)生成SiF4，使絕緣材料受到侵蝕而劣化，絕緣性能進(jìn)一步下降。所以，檢測(cè)GIS局部放電能及時(shí)發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部早期的絕緣缺陷，以便采取措施，避免其進(jìn)一步發(fā)展。

1.2 檢測(cè)方法

局部放電不但產(chǎn)生電信號(hào)，并且伴隨有聲信號(hào)和超高頻電磁發(fā)射，導(dǎo)致氣體分解。所以監(jiān)測(cè)方法有聲測(cè)法、電測(cè)法、化學(xué)測(cè)量法、光測(cè)法及超高頻電磁測(cè)法等。對(duì)于GIS規(guī)程要求現(xiàn)場(chǎng)局部放電量不大于10 pC，傳統(tǒng)的電測(cè)法無(wú)法排除現(xiàn)場(chǎng)干擾。目前，比較成熟的GIS中局部放電檢測(cè)的方法以超高頻電磁法和超聲波檢測(cè)法為主。

1.2.1 電磁法

利用盆式絕緣子作為耦合電容采集電磁信號(hào)，工作頻段范圍300 kHz到1 GHz以上，具有較好的抗干擾和定位能力，檢測(cè)靈敏度較高，但由于目前大多數(shù)盆式絕緣子外露表面改為金屬封裝，內(nèi)部信號(hào)被屏蔽，采集信號(hào)困難。

1.2.2 超聲波法

利用超聲波的原理檢測(cè)局放，是一種對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)和元件檢測(cè)的無(wú)損檢測(cè)方法，工作頻段為10～100kHz。當(dāng)有放電發(fā)生時(shí)，放電信號(hào)通過(guò)行波的形式傳輸?shù)綒んw上，將超聲傳感器貼在金屬殼體外表面接收信號(hào)，可檢測(cè)放電信號(hào)的大小、頻率特性等。

2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例分析

2.1 罐體內(nèi)部存在異物的檢測(cè)

對(duì)某500 kV變電站開(kāi)關(guān)(罐式斷路器)在交流耐壓試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行超聲波局部放電測(cè)試。升壓至1.1倍相電壓時(shí)測(cè)試結(jié)果表明:峰值信號(hào)大于2 mV,不穩(wěn)定，同時(shí)伴隨有基波信號(hào)，初步判定，罐體內(nèi)部存在弱放電。后開(kāi)關(guān)罐解體檢查,罐內(nèi)有少量異物，分析為安裝過(guò)程帶入。

罐體處理后，再次進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中，在升壓至1.1倍相電壓后，對(duì)此開(kāi)關(guān)同部位進(jìn)行了超聲波局部放電測(cè)試，局部放電僅為背景值。

2.2 對(duì)GIS內(nèi)部閃絡(luò)點(diǎn)的定位

某220 kV變電站對(duì)252 kV GIS進(jìn)行交接驗(yàn)收，在做相對(duì)地耐壓加壓至252 kV（耐壓標(biāo)準(zhǔn)值為368 kV）時(shí)擊穿，決定采用超聲波局部放電儀尋找擊穿點(diǎn)。重新加壓至146 kV時(shí)發(fā)現(xiàn)有一氣室內(nèi)部存在放電信號(hào)，解體檢查發(fā)現(xiàn)該氣室盆式絕緣子有閃絡(luò)痕跡，同時(shí)附近導(dǎo)體表面有傷痕。更換導(dǎo)體及盆式絕緣子后，加壓至1.1倍相電壓超聲信號(hào)為背景值，施加相對(duì)地耐壓值368 kV/min未見(jiàn)異常。這充分說(shuō)明超聲定位的準(zhǔn)確性和適用性，大大節(jié)省了檢查處理的時(shí)間。

2.3 投運(yùn)時(shí)異常聲音的判斷

某220 kV變電站送電后，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)252 kV GIS某間隔有輕微異常聲響。為了查找及判斷其異常原因，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)此間隔進(jìn)行了超聲波局部放電檢測(cè)，以判斷發(fā)生異?，F(xiàn)象的部位及性質(zhì)。測(cè)試結(jié)果表明:此間隔西母刀閘C相連續(xù)模式圖譜峰值大，倍頻信號(hào)大；此間隔西母刀閘B相連續(xù)模式圖譜峰值大，倍頻信號(hào)大。

西母C相隔離刀、B相隔離刀圖譜為典型的電位懸浮圖譜。后檢查發(fā)現(xiàn)西母刀連動(dòng)桿上的防雨殼在B、C相之間有一顆螺絲松動(dòng)，緊固后異常響動(dòng)消失，再進(jìn)行超聲波局部放電試驗(yàn)，測(cè)試結(jié)果均為背景值，未見(jiàn)異常，超聲波局部放電試驗(yàn)結(jié)果合格。

3 結(jié)束語(yǔ)

超聲檢測(cè)對(duì)發(fā)現(xiàn)自由顆粒、電暈、振動(dòng)及接觸不良等GIS設(shè)備內(nèi)部故障有較高的靈敏度，而對(duì)絕緣子內(nèi)部缺陷、絕緣子表面臟污故障類型靈敏度較低，可結(jié)合超高頻方法全面檢測(cè)GIS設(shè)備內(nèi)部故障，確保GIS設(shè)備的安全運(yùn)行。

［1］ 苑舜.高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001:107-131.

Analysis of Partial Discharge Detection in GIS

JIANG Min1，YANG Wei-dong1，QIAO Zhao-xia2
（1.Shanxi Electric Power Research Institute，Taiyuan 030001，China；
2.Shuozhou Power Supply Company，Shuozhou，Shanxi 036000，China）

This article analyses partial discharge detection in GIS,and especially introduces the detecting procedures of partial discharge and further illustrates its atlas and disposal procedures by using ultrasonic waves,which fully verifies the accuracy and applicability of ultrasonic positioning system,which is much time-saving.

partial discharge；ultrasonic；continuous mode；GIS

TM93

B

1671-0320（2011）04-0028-02

2011-04-11，

2011-05-23

姜 敏（1974-），男，山東昌邑人，1996年畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)電氣技術(shù)專業(yè)，高級(jí)工程師，從事高壓試驗(yàn)工作；楊衛(wèi)東（1964-），男，山西平遙人，1985年畢業(yè)于山西省電力學(xué)校發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)，工程師，從事高壓試驗(yàn)工作；

喬朝霞（1972-），女，山西山陰人，2006年畢業(yè)于中共山西省委黨校經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)，助理工程師，從事安全檢查工作。