基于UHF檢測技術(shù)的GIS缺陷設(shè)置方案

李 寧，李巧榮，楊 亮

（1.國網(wǎng)疆南供電有限責(zé)任公司，新疆 喀什844000；2.國網(wǎng)新疆培訓(xùn)中心，新疆 烏魯木齊830013）

隨著電力工業(yè)狀態(tài)檢修工作的進一步推進，如何準確把握設(shè)備健康狀態(tài)成為科學(xué)有效開展狀態(tài)檢修工作的關(guān)鍵。根據(jù)近兩年國內(nèi)外狀態(tài)檢測技術(shù)大量現(xiàn)場應(yīng)用取得的成效來看，各類新的狀態(tài)檢測和診斷技術(shù)將逐步取代傳統(tǒng)的停電預(yù)防性試驗，為實現(xiàn)真正意義上的狀態(tài)檢修提供有力的技術(shù)支持。為更好地規(guī)范和指引各類狀態(tài)檢測和診斷技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用，迫切需要建立帶電檢測技術(shù)實訓(xùn)基地，對推動國家電網(wǎng)公司“大檢修”體系建設(shè)具有重要意義。

1 UHF檢測技術(shù)

當GIS內(nèi)部產(chǎn)生局部放電時，所產(chǎn)生的超高頻電磁波會由放電點位置不斷向遠處傳播。GIS的管體結(jié)構(gòu)類似于波導(dǎo)，超高頻電磁波在傳播時衰減較小，因此能傳播較長的距離，但是在GIS管體的拐彎、T形連接、盤式絕緣子和電流互感器的引出端處，有比較明顯的衰減。當GIS內(nèi)部的超高頻信號傳到盤式絕緣子處時，部分信號通過絕緣縫隙輻射到GIS設(shè)備的外部，在縫隙處產(chǎn)生二次輻射，且縫隙寬度不會對輻射強度產(chǎn)生決定性影響。因此，在GIS外部的盤式絕緣子處放置超高頻傳感器天線，可以檢測到其內(nèi)部局部放電的超高頻信號，進而判斷GIS內(nèi)部的局放情況。超高頻局放檢測原理如圖1。

圖1 超高頻局放檢測原理

2 缺陷類型

GIS的絕緣故障多發(fā)生在固體絕緣的表面。局放產(chǎn)生的原因有幾種：①絕緣體內(nèi)部存在自由移動的金屬微粒；②絕緣體內(nèi)或高壓導(dǎo)體上存在針尖狀突出物；③由于制造原因在絕緣表面上可能存在固定的微粒；④附近存在懸浮電位體或?qū)w間連接點接觸不好；⑤輕微局放或制造時造成絕緣體內(nèi)部或表面存在氣隙、裂紋等。缺陷設(shè)置的基本類型如圖2。

圖2 缺陷設(shè)置的基本類型

2.1 缺陷的設(shè)置

按照實際電力生產(chǎn)現(xiàn)場可能出現(xiàn)的尖端放電、懸浮放電、顆粒放電等，制作類似的缺陷放入檢測設(shè)備中，模擬放電現(xiàn)象。

2.2 模擬尖端放電

在GIS高壓導(dǎo)體上放置突出物，具體實施措施如圖3所示，在母線導(dǎo)體表面纏繞銅絲一根，纏繞銅絲應(yīng)該盡量遠離絕緣瓷盆，防止試驗過程中發(fā)生嚴重放電現(xiàn)象損壞設(shè)備。

圖3 模擬尖端放電

2.3 模擬顆粒放電

方式1，在GIS鋼筒底部放置金屬顆粒。具體實施措施是選擇不規(guī)則的金屬碎屑放置在GIS鋼筒底部。經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，由于GIS中充有大量的SF6氣體，壓力高，額定電壓下可能無放電現(xiàn)象，經(jīng)過調(diào)整金屬顆粒距離導(dǎo)電桿的高度，可解決這一問題。

方式2，在導(dǎo)電桿連接處放置金屬顆粒。具體實施措施是在導(dǎo)體十字交叉的地方，兩端導(dǎo)體之間有大約10 cm空隙，選用直徑合適的金屬碎屑放于此空隙，設(shè)置自由金屬顆粒缺陷。模擬顆粒放電如圖4。

圖4 模擬顆粒放電

2.4 模擬懸浮放電

放置懸浮金屬薄膜或松動GIS本體螺扣。具體實施措施是將屏蔽環(huán)螺絲擰松至適當位置，形成導(dǎo)體接觸不良的缺陷。模擬懸浮放電如圖5。

圖5 模擬懸浮放電

3 UHF檢測圖譜

設(shè)置完成的尖端放電缺陷，采用UHF檢測技術(shù)得到如圖6檢測圖譜。經(jīng)過與標準圖譜比對完全符合，能夠很好地反映實際電力生產(chǎn)中所遇到的尖端放電現(xiàn)象。

圖6 金屬突出物缺陷模型隨電壓上升時的放電信號

4 結(jié) 論

本文在綜合分析帶電檢測培訓(xùn)所面臨的現(xiàn)狀后，深入闡述了建設(shè)GIS帶電檢測培訓(xùn)平臺的缺陷設(shè)置方案，最后對已經(jīng)建設(shè)完成的GIS帶電檢測平臺的實測UHF圖譜做了簡要分析，為帶電檢測實操培訓(xùn)提供了可借鑒的經(jīng)驗。

［1］國家電網(wǎng)公司生產(chǎn)技術(shù)部.電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測技術(shù)應(yīng)用［M］.北京：中國電力出版社，2012.

［2］王風(fēng)雷.電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測新技術(shù)應(yīng)用案例精選［M］.北京：中國電力出版社，2009.