一起GIS設(shè)備局部放電異常缺陷分析

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任珠海供電局，廣東珠海 519000）

0 引言

因GIS設(shè)備能有效節(jié)約空間，并處于封閉狀態(tài)，其能保持絕佳的電氣性能及良好適應(yīng)不同的變電站環(huán)境，在變電站使用中越加廣泛，隨著GIS設(shè)備的廣泛推廣應(yīng)用，GIS局放缺陷也日益增加，GIS局部放電將導(dǎo)致設(shè)備絕緣性能劣化，將會嚴重影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。因此，運行維護中需加強對GIS設(shè)備開展帶電測試，隨時掌握設(shè)備的健康狀態(tài)，確保電網(wǎng)供電可靠性。

1 傳統(tǒng)GIS局放測試方法及GIS局放類型

GIS設(shè)備局放測試采用傳統(tǒng)測試方法如內(nèi)部電極法、外部電極法、脈沖電流法均存在一定的局限性和不足[1]，因此在實際測試工作中，通常選用特高頻局放測試方法，大量的應(yīng)用實踐及測試結(jié)果表明，采用特高頻方法來測試GIS局放具備較高效率的檢測能力，可排除干擾，能有效檢測現(xiàn)場GIS局放信號，并且測試過程中的抗干擾能力強，測試結(jié)果更加準(zhǔn)確[2]。

變電站GIS設(shè)備中常見的局部放電類型包含4種：絕緣內(nèi)部空穴或沿面放電缺陷、懸浮電極放電缺陷、電暈放電缺陷以及自由金屬顆粒缺陷[3]。

2 應(yīng)用實例

變電站GIS設(shè)備安裝投運GIS局放在線監(jiān)測系統(tǒng)，投運后GIS局放在線監(jiān)測系統(tǒng)穩(wěn)定運行，對GIS設(shè)備進行實時的GIS局放在線監(jiān)測，可實時掌握一次主設(shè)備運行狀態(tài)。

近期GIS局放在線系統(tǒng)傳感器記錄到某主變間隔持續(xù)性的局放信號并發(fā)出告警，起初幅值十分小，保持持續(xù)跟蹤狀態(tài)，近3個月，現(xiàn)場人員發(fā)現(xiàn)幅值隨時間有增大趨勢，由最初-65dB逐漸增大至-40dBm，且實時放電圖譜有明顯局放特征。

現(xiàn)場人員分別采用便攜式局放檢測定位儀和示波器對疑似間隔所有盆式絕緣子進行了局放測試和局放定位，將GIS局放在線監(jiān)測和GIS局放現(xiàn)場測試結(jié)合一起，綜合研判了一起GIS局放缺陷，并對此缺陷進行了分析和探討。

2.1 現(xiàn)場采用便攜式局放檢測儀測試數(shù)據(jù)

首先現(xiàn)場人員通過便攜式局放檢測儀進行GIS局放測試，在不加放大器的情況下，測試局放信號，放電峰值大約在50%左右，約-42dBm。加放大器測試到的局部放電信號，放電峰值大約在98%左右。

現(xiàn)場測試信號圖譜特征明顯，符合GIS局放信號圖譜特征，可以確定此間隔存在GIS局部放電。

2.2 采用時間比較法定位測試

在測試中，采用時間比較測量法來對疑似間隔進行有效缺陷定位。時間比較測量法是放置兩個傳感器在局放源兩邊的盆子上，通過高速示波器測量局放脈沖到達的時間差來確定局放源的具體位置?？梢酝ㄟ^公式d=(D-0.3t)/2來計算從局部放電源到信號第一個到達的傳感器之間的距離。現(xiàn)場人員本次采用示波器通過特高頻傳感器來進行定位測試結(jié)果，如圖1所示，通過計算，定位結(jié)果顯示局放信號也位于疑似間隔避雷器盆式絕緣子附近。

圖1 特高頻傳感器示波器定位數(shù)據(jù)

2.3 測試結(jié)果

在采用便攜式局放檢測定位儀、示波器對疑似主變變高設(shè)備間隔所有盆式絕緣子進行了局放測試和局放定位，最終定位在疑似間隔避雷器盆式絕緣子附近。信號峰值（特高頻信號）約為-40dBm，信號幅值較大，信號密度較大，為持續(xù)性信號，且實時放電圖譜有明顯局放特征，確認局放信號類型為絕緣件表面污穢或空穴缺陷。

2.4 后續(xù)跟蹤

鑒于以上GIS局放在線監(jiān)測及GIS現(xiàn)場測試結(jié)果，一致認為近期需對該信號進行重點關(guān)注，由于該信號為穩(wěn)定連續(xù)性信號，這個缺陷可能會隨時導(dǎo)致故障的出現(xiàn)，其風(fēng)險會隨著時間的推移而增加。經(jīng)專業(yè)討論，建議及時停電更換處理，防止缺陷進一步發(fā)展造成電力安全事件。

在后續(xù)解體工作中，現(xiàn)場人員開展對絕緣件進行出廠局放測試電壓下的局放測量、對避雷器解體檢查、對盆式絕緣子及避雷器進行詳細檢查、對盆式絕緣子及避雷器四根環(huán)氧絕緣桿探傷對盆式絕緣子進行耐壓及局放檢測試驗，并根據(jù)檢測結(jié)果，來確認絕緣件是否存在空穴或污穢缺陷，以對本次測試結(jié)果進行驗證。

在日常運行維護工作中，現(xiàn)場人員也對該站的其他間隔加強關(guān)注，還同時在該站GIS局放在線監(jiān)測裝置的巡視過程中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)幾個間隔亦存在疑似局放信號，目前跟蹤情況如下：某線路間隔存在疑似信號，但信號幅值微弱，其后現(xiàn)場帶電測試無法判斷缺陷類型及開展定位。3個月之后，經(jīng)現(xiàn)場帶電測試確認缺陷的存在，定位在該線路間隔GIS局放在線監(jiān)測傳感器安裝絕緣子附近。目前信號在線系統(tǒng)監(jiān)測到的信號仍然較弱且放電密度不大，局放信號類型為絕緣件表面污穢或空穴缺陷，與已確認主變變高間隔局放信號初期表象基本一致。

鑒于該站已有同類220kVGIS局放缺陷兩起，且該站只有部分間隔裝有GIS局放傳感器可實現(xiàn)實時監(jiān)測GIS局放信號，為此，建議近期對全站GIS設(shè)備開展局放測試，且現(xiàn)場測試周期縮短，對該站設(shè)備的運維管控等級提升，開展特巡特維工作，對于未安裝GIS局放在線監(jiān)測的間隔全部進行加裝。此外，對于其他站點的與該站同一生產(chǎn)廠家的GIS設(shè)備也需加強關(guān)注，做好反措，避免家族性缺陷的發(fā)生。近期批量測試結(jié)果表明，僅該站存在此情況，其他站點無類似情況發(fā)生。

3 結(jié)語

結(jié)合現(xiàn)場運用情況和測試結(jié)果，GIS局放在線監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)實時掌控一次主設(shè)備的運行狀況，其通過特高頻法測量GIS局放信號，靈敏度高，可實現(xiàn)局放信號的精準(zhǔn)定位，但GIS局放在線監(jiān)測系統(tǒng)對傳感器的要求高，且成本昂貴，導(dǎo)致安裝GIS局放在線監(jiān)測系統(tǒng)的站點及間隔有限，無法實現(xiàn)全覆蓋。傳統(tǒng)GIS局放現(xiàn)場測試雖然也是采用特高頻法測量，但需現(xiàn)場人員下站逐個間隔進行測試，有的站點間隔眾多，導(dǎo)致現(xiàn)場測試人員工作效率較低，另外通過超聲波法測量，由于信號模式復(fù)雜，高頻部分衰減快，現(xiàn)場操作人員需具有豐富的經(jīng)驗才可以測出結(jié)果，加上長期測試需要的傳感器較多，現(xiàn)場應(yīng)用十分受限。

綜合考慮以上因素，在工程實際應(yīng)用中，根據(jù)設(shè)備的重要度及運維等級，對重要站點及間隔安裝GIS局放在線監(jiān)測系統(tǒng)。在GIS局放信號分析測試中，將GIS局放在線監(jiān)測系統(tǒng)和GIS局放現(xiàn)場測試有效結(jié)合在一起，對GIS局放在線監(jiān)測系統(tǒng)提示存在疑似局放信號的間隔再同時有針對性地開展GIS局放現(xiàn)場測試，可確保局放測試的必要性及準(zhǔn)確性，提高了現(xiàn)場人員的工作效率，更重要的是可對設(shè)備進行全面監(jiān)測和設(shè)備狀態(tài)診斷，進而實現(xiàn)了實時掌握一次主設(shè)備運行健康狀態(tài)，能有效排除干擾信號，可準(zhǔn)確測量GIS局放信號并確認局放信號位置及缺陷類型，尤其是對于早期缺陷，早期診斷、早期預(yù)報，有效杜絕缺陷的發(fā)展擴大，避免了絕緣故障的進一步惡化及電網(wǎng)設(shè)備事故事件的發(fā)生，并為設(shè)備的狀態(tài)檢修和維護提供有效的數(shù)據(jù)依據(jù)以減少檢查和維修成本，將以往的“定期檢修”轉(zhuǎn)變?yōu)椤盃顟B(tài)檢修”，有效提高了設(shè)備的利用率，延長了設(shè)備壽命。并有效提高了設(shè)備的安全性和可靠性，保障了電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。