GIS設(shè)備局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究

蔡振宇

摘 要：氣體絕緣全封閉組合電器擁有很多的優(yōu)點(diǎn)，并且受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注和高度重視，被廣泛的應(yīng)用到電力系統(tǒng)中去，其中電氣絕緣的效果對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和設(shè)備的安全性有著直接的影響。GIS設(shè)備局部放電是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的重要手段之一，是檢測(cè)絕緣劣化的重要表現(xiàn)形式，同時(shí)也是促進(jìn)絕緣劣化的主要原因?；谶@樣的認(rèn)識(shí)，本文通過(guò)對(duì)GIS設(shè)備局部放電進(jìn)行探究，并對(duì)GIS設(shè)備局部放電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行深入分析。

關(guān)鍵詞：GIS；設(shè)備局部放電；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；分析探究

引言：氣體絕緣全封閉組合電器在我國(guó)電力系統(tǒng)中的應(yīng)用非常廣泛，具有結(jié)構(gòu)緊密、運(yùn)行可靠性高、用地面積相對(duì)較小、運(yùn)行維護(hù)較為簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但是，在內(nèi)部發(fā)生故障的時(shí)候，這些特點(diǎn)會(huì)在一定程度上增加處理的難度。特別是在GIS局部放電過(guò)程中，很容易破壞絕緣的結(jié)構(gòu)，并且將SF6氣體進(jìn)行分解，影響著內(nèi)部電場(chǎng)的具體分布情況，最終導(dǎo)致設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)被擊穿，產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。所以，加大對(duì)GIS設(shè)備局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究是非常有必要的一項(xiàng)課題。

一、GIS設(shè)備局部放電的具體分析

GIS局部放電主要就是指GIS設(shè)備的局部絕緣被擊穿，但是并沒(méi)有對(duì)導(dǎo)體絕緣產(chǎn)生貫穿性導(dǎo)電通道的相關(guān)情況。GIS設(shè)備絕緣在受到強(qiáng)大的電場(chǎng)作用后會(huì)在部分范圍中產(chǎn)生放電現(xiàn)象，并且每一次都會(huì)對(duì)絕緣介質(zhì)產(chǎn)生影響。較輕的局部放電會(huì)在一定程度上緩慢降低GIS設(shè)備絕緣的強(qiáng)度，而較強(qiáng)的局部放電則會(huì)迅速降低設(shè)備絕緣的強(qiáng)度，使絕緣發(fā)生損壞[1]。在每一次的放電過(guò)程中，加速電子和高能量電子會(huì)產(chǎn)生一定的沖擊并引起一系列的化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)，嚴(yán)重破壞設(shè)備絕緣分子的組成結(jié)構(gòu)，使其長(zhǎng)時(shí)間停電，同時(shí)還需要花費(fèi)很高的檢修費(fèi)用才能恢復(fù)正常，其所帶來(lái)的損失非常大。所以，為了有效降低GIS絕緣發(fā)生故障的效率，應(yīng)該實(shí)時(shí)了解GIS設(shè)備的具體運(yùn)行狀況，實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS設(shè)備局部放電的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。

通過(guò)具體的分析發(fā)現(xiàn)，因?yàn)镚IS設(shè)備的具體制作方法和安裝條件存在的差異性，是形成GIS設(shè)備局部放電的重要原因，所以，在安裝的過(guò)程中要有效防止灰塵和其他異物進(jìn)入母線(xiàn)筒，損傷內(nèi)部的導(dǎo)體部分使其產(chǎn)生局部發(fā)電的現(xiàn)象，從而威脅GIS設(shè)備和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安全。GIS設(shè)備局部放電的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)GIS設(shè)備內(nèi)部狀況可以進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)的安全隱患，提前做好準(zhǔn)備措施，保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

二、GIS設(shè)備產(chǎn)生局部放電的具體特征

GIS設(shè)備局部放電現(xiàn)象的產(chǎn)生很多時(shí)候都是由設(shè)備內(nèi)部的缺陷而造成的，所以要想實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備局部放電的在線(xiàn)檢查，就要對(duì)設(shè)備產(chǎn)生局部放電的具體特征進(jìn)行詳細(xì)的了解。首先，在帶導(dǎo)體附近發(fā)生的電暈放電會(huì)跟空氣中發(fā)生的電暈放電有一定的相似性，在設(shè)備施加電壓峰值而導(dǎo)致周?chē)l(fā)生局放脈沖過(guò)程中，根據(jù)施加電壓發(fā)生的變化情況，其局放脈沖量會(huì)呈現(xiàn)出一種線(xiàn)性的變化。其次，固體導(dǎo)體上的金屬突起放電與自由導(dǎo)電微粒在相位分布上有著明顯的差異；GIS設(shè)備內(nèi)的金屬顆粒和碎屑所產(chǎn)生的效應(yīng)是非常嚴(yán)重的[2]。最后，絕緣子存在的工藝瑕疵可以聚集其表面的電荷，有時(shí)甚至?xí)诒砻嫘纬裳孛娣烹?，引發(fā)絕緣子的表層發(fā)生絕緣劣化和擊穿現(xiàn)象。

三、GIS設(shè)備局部放電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法

（一）化學(xué)檢測(cè)方法

采用化學(xué)檢測(cè)法是一種不容易受到電磁波干擾的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法，但是它在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)需要準(zhǔn)備一定數(shù)量的分解物，才能有效滿(mǎn)足分析紅外譜圖和氣相色譜進(jìn)行監(jiān)測(cè)的需要。所以，這種方法不是很適合用來(lái)檢測(cè)自由微粒產(chǎn)生的局部放電和短脈沖放電。同時(shí)，GIS設(shè)備中所存在的各種化學(xué)劑，尤其是干燥劑和吸附劑等化學(xué)物質(zhì)是導(dǎo)致檢查結(jié)果出現(xiàn)誤差的關(guān)鍵因素。此外，斷路器在進(jìn)行開(kāi)閉時(shí)所產(chǎn)生的電弧也會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性產(chǎn)生一定的影響。

（二）脈沖電流方法

運(yùn)用脈沖電流法主要是通過(guò)對(duì)導(dǎo)體芯發(fā)生電壓變化的情況進(jìn)行詳細(xì)的觀察，進(jìn)而對(duì)設(shè)備發(fā)生局部放電的狀況進(jìn)行探測(cè)，并且其運(yùn)用的原理尤為簡(jiǎn)單；并且設(shè)備表面的電極和電容實(shí)現(xiàn)相貼耦合狀態(tài)就可以完成，操作流程具有一定的便捷性。但是，在脈沖電流法的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，設(shè)備產(chǎn)生的噪音會(huì)非常大，無(wú)法對(duì)局部放電的現(xiàn)象進(jìn)行有效的辨別，所以，脈沖電流法不是很適合大范圍的推廣和使用。

（三）特高頻檢測(cè)方法

特高頻檢測(cè)方法就是通過(guò)天線(xiàn)傳感器來(lái)對(duì)GIS設(shè)備局部放電時(shí)所產(chǎn)生的電磁波輻射進(jìn)行檢測(cè)，詳細(xì)檢測(cè)設(shè)備局部放電的具體情況。由于電磁波產(chǎn)生的頻率相對(duì)較高，與其他檢測(cè)方法中所產(chǎn)生的各種電暈和電氣干擾也不易混合，同時(shí)，傳感器進(jìn)行檢測(cè)的頻率范圍相對(duì)較大，具有較高的靈敏度，可以對(duì)設(shè)備局部放電的具體位置和故障類(lèi)型等進(jìn)行準(zhǔn)確的識(shí)別[3]。與超聲波檢測(cè)方法相比，特高頻檢測(cè)方法進(jìn)行有效檢測(cè)的范圍相對(duì)較廣，也不用設(shè)置多種不同的檢測(cè)點(diǎn)。因此，這種檢測(cè)方法是對(duì)GIS設(shè)備局部放電進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的最佳選擇，并且經(jīng)過(guò)幾年來(lái)的發(fā)展其檢測(cè)水平得到了顯著的提高，被廣泛的應(yīng)用到我國(guó)的電力系統(tǒng)中去，有效的提高了設(shè)備局部放電的監(jiān)測(cè)效率，有利于促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的可持續(xù)健康發(fā)展。

結(jié)論：總而言之，氣體絕緣全封閉組合電器擁有很多的優(yōu)點(diǎn)，并且受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注和高度重視，被廣泛的應(yīng)用到電力系統(tǒng)中去，其中電氣絕緣的效果對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和設(shè)備的安全性有著直接的影響。所以，要充分了解GIS設(shè)備局部放電的現(xiàn)象以及特點(diǎn)，掌握各種設(shè)備局部放電的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)方法，結(jié)合設(shè)備的實(shí)際情況選擇最佳的檢測(cè)方法，提升設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性，進(jìn)而有效提升GIS設(shè)備運(yùn)行的效率。

參考文獻(xiàn)

[1]周正，鄭建新，李貴珍，盧忠亮. 220kV GIS局部放電在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案[J]. 冶金動(dòng)力，2011，01：7-10.

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