220kV電纜GIS終端的局部放電在線監(jiān)測(cè)研究

沈其龍

摘要：GIS因其高集成化、小巧的結(jié)構(gòu)，能夠節(jié)約大量用地面積，很少占用電力走廊，滿足節(jié)約型經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求，逐步成為高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備主要發(fā)展方向。但是220kV電纜GIS終端在應(yīng)用時(shí)卻會(huì)出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象，加強(qiáng)對(duì)其的在線監(jiān)測(cè)已經(jīng)勢(shì)在必行。文章就GIS終端的局部放電在線監(jiān)測(cè)原理、組成、在220kV電纜中的應(yīng)用進(jìn)行了論述與研究。

關(guān)鍵詞：220kV電纜;GIS終端;局部放電;在線監(jiān)測(cè)

一、GIS終端的局部放電在線監(jiān)測(cè)原理

文章探討的GIS終端局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選擇的是超聲檢測(cè)系統(tǒng)，包括信號(hào)處理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、前置放大、聲電轉(zhuǎn)換四項(xiàng)內(nèi)容。

1聲電轉(zhuǎn)換

超聲檢測(cè)系統(tǒng)中，應(yīng)用較為廣泛的是壓電陶瓷制作的諧振式傳感器，其借助壓電陶瓷本身具備的正壓電效應(yīng)，進(jìn)行局部放電時(shí)形成的機(jī)械壓力波，發(fā)生形變而形成交變電場(chǎng)，完成聲信號(hào)→電信號(hào)的轉(zhuǎn)變。

2前置放大

在測(cè)量過(guò)程中，在GIS外殼裝置超聲傳感器，放電點(diǎn)傳輸?shù)穆暡ń柚^緣系統(tǒng)傳輸至傳感器，信號(hào)在此過(guò)程中會(huì)有一定程度的衰減，因此壓電陶瓷一般只會(huì)接收到極小的信號(hào)，而前置放大器的應(yīng)用能夠?qū)@些信號(hào)放大并過(guò)濾。

3模數(shù)轉(zhuǎn)換

模數(shù)轉(zhuǎn)換整體過(guò)程為：接收傳感器的差分信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化成單端信號(hào)，傳輸至數(shù)據(jù)采集卡完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，得出最終的數(shù)字量，利于服務(wù)器系列后續(xù)處理工作。

4信號(hào)處理

服務(wù)器與對(duì)應(yīng)軟件一同完成信號(hào)的處理工作與顯示工作，服務(wù)器借助高速數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行聲信號(hào)采集，并以軟件來(lái)完成濾波，測(cè)出頻率成分、相位、峰值等有效值，顯示與儲(chǔ)存結(jié)果。

二、GIS終端的局部放電在線監(jiān)測(cè)組成

該檢測(cè)系統(tǒng)主要由以下部分組成：服務(wù)器（便攜電腦、PC-server等）、就地?cái)?shù)據(jù)采集、無(wú)線傳輸?shù)取?/p>

1.硬件系統(tǒng)

硬件系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)服務(wù)器、物理探頭、就地?cái)?shù)據(jù)采集單元與無(wú)線通信單元等。

2.軟件系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)主要包括耐壓測(cè)試軟件與在線監(jiān)測(cè)程序，前者在耐壓測(cè)試時(shí)可進(jìn)行就地單元接收數(shù)據(jù)信息的連續(xù)測(cè)量，且測(cè)試時(shí)長(zhǎng)可無(wú)限延長(zhǎng)，與服務(wù)程序不存在較多聯(lián)系，而后者能夠通過(guò)瀏覽器進(jìn)行各項(xiàng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)瀏覽。

3.術(shù)語(yǔ)解釋

RTU：指的是遠(yuǎn)程測(cè)控終端;增益，指的是信號(hào)真實(shí)放大倍數(shù);物理探頭，為系統(tǒng)就地?cái)?shù)據(jù)各個(gè)采集單元提供對(duì)應(yīng)的服務(wù);任務(wù)，指的是一次耐壓測(cè)試或者間隔時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的在線監(jiān)測(cè)，包括在線任務(wù)與耐壓任務(wù)兩種形式，而在線任務(wù)需設(shè)置任務(wù)起止日期;任務(wù)探頭：指的是各項(xiàng)任務(wù)中應(yīng)用到的物理探頭，在對(duì)應(yīng)任務(wù)中能夠單單選擇就地單元;任務(wù)時(shí)間表，指的是在對(duì)應(yīng)任務(wù)時(shí)間段內(nèi)設(shè)置探頭，完成數(shù)據(jù)采集;任務(wù)狀態(tài)，包括待執(zhí)行、執(zhí)行、完成執(zhí)行三種狀態(tài);在線任務(wù)的執(zhí)行與啟動(dòng)，每次只能有一個(gè)任務(wù)在線運(yùn)行，在其他任務(wù)被轉(zhuǎn)換為在線任務(wù)時(shí)，其他運(yùn)行任務(wù)會(huì)在系統(tǒng)作用下停止。

三、220kV電纜GIS終端的局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用方式

按照我的電腦→設(shè)備管理器→端口的流程來(lái)確定正確串口點(diǎn)擊按鈕，若是只需一個(gè)傳感器進(jìn)行巡檢，進(jìn)行巡檢模式勾選即可，此時(shí)系統(tǒng)只需構(gòu)建一個(gè)通訊連接通道。具體流程主要包括在線監(jiān)控模式與巡檢模式兩種，如下所示：

1.在線監(jiān)控模式

按照220kV電纜的整體情況，選擇在線監(jiān)控模式;其二，增加數(shù)據(jù)目錄。鼠標(biāo)點(diǎn)擊界面數(shù)據(jù)列表，然后點(diǎn)擊“新建目錄”，建設(shè)一級(jí)子目錄，再點(diǎn)擊“創(chuàng)建根目錄”，可在數(shù)據(jù)列表中進(jìn)行根目錄創(chuàng)建，其后在修改目錄名稱，例如xx變電站→xx設(shè)備→YY，此外用戶可進(jìn)行目錄自定義名稱設(shè)置，其中目錄深度能夠無(wú)限延長(zhǎng);其三，設(shè)置傳感器。與以上步驟基本相同，鼠標(biāo)點(diǎn)擊進(jìn)行目錄保存，點(diǎn)擊“設(shè)置”，顯示目錄整體參數(shù)信息，設(shè)置參數(shù)信息，在“接收通道”選擇設(shè)備目錄傳感器編號(hào)，若是查找不到該編號(hào)的傳感器，需進(jìn)行傳感器狀態(tài)檢查，最后重新啟動(dòng)程序;其四，實(shí)時(shí)波形顯示。點(diǎn)擊保存目錄中的“顯示實(shí)時(shí)圖譜”，彈出綁定設(shè)備對(duì)應(yīng)的測(cè)試波形，還可同時(shí)打開(kāi)多個(gè)窗體，同時(shí)檢測(cè)多項(xiàng)設(shè)備的圖譜;其五，啟動(dòng)測(cè)試。

在設(shè)置完各個(gè)通道測(cè)試后，返回主界面，設(shè)置起始時(shí)間與采樣間隔時(shí)間，一般是5min、10min、30min、60min，確認(rèn)參數(shù)后點(diǎn)擊“啟動(dòng)測(cè)試”;其七，儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。

2.巡檢模式

其一，首先進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，若是在巡檢模式下，在系統(tǒng)主界面完成參數(shù)設(shè)置，在調(diào)整完參數(shù)后點(diǎn)擊“設(shè)置參數(shù)”，傳輸命令至傳感器即可;其二，手動(dòng)測(cè)試。在手動(dòng)測(cè)試下，進(jìn)入主界面，點(diǎn)擊“巡檢測(cè)試”，系統(tǒng)傳輸測(cè)試指令至傳感器，在完成測(cè)試后停止數(shù)據(jù)采集。接收到的文件數(shù)據(jù)會(huì)保存在對(duì)應(yīng)目錄文件夾中;其三，數(shù)據(jù)瀏覽。點(diǎn)擊歷史測(cè)試數(shù)據(jù)，例如xx變電站、xx設(shè)備、（年、月、日），如此能夠查看到所有的歷史測(cè)試數(shù)據(jù)，便于數(shù)據(jù)分析與共享;其四，數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)備份。將系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件放置在目錄文件夾“date”中，以“*.xtxc”為拓展名，并默認(rèn)為“年-月-日-h-min-s”，各個(gè)系統(tǒng)之間能夠通過(guò)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，如此便于系統(tǒng)文件的備份與維護(hù)。

四、220kV電纜GIS終端的局部放電在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用

以某地供電企業(yè)電纜運(yùn)檢為例，其在針對(duì)220kV電纜巡視時(shí)，發(fā)現(xiàn)某段電纜GIS終端出現(xiàn)滲油問(wèn)題，在經(jīng)過(guò)多方確認(rèn)后，定為一般缺陷，在停電后進(jìn)行檢修工作。首先是通過(guò)局部放電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)直觀、清楚觀察終端位置局放值，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備狀態(tài)把握，然后綜合其歷史數(shù)據(jù)，繪制趨勢(shì)走向圖，觀察其局放狀況，以此為依據(jù)展開(kāi)檢修工作，完成檢修后，在每天工作前，對(duì)先前一天內(nèi)的數(shù)據(jù)細(xì)致分析，明確安全后再工作，如此能夠較大程度地避免其再出現(xiàn)類似問(wèn)題，如此也能保障現(xiàn)場(chǎng)工作人員的人身安全。

結(jié)語(yǔ)：綜述，文章對(duì)220kV電纜GIS終端的局部放電在線監(jiān)測(cè)進(jìn)行了研究，重點(diǎn)探討了局部放電以及在線監(jiān)測(cè)，提升GIS終端局部放電能夠針對(duì)多個(gè)相位進(jìn)行同時(shí)監(jiān)測(cè)，且無(wú)線通信，安裝與操作極為便利，不但讀書(shū)直觀，而且可顯示頻率成份、有效值、瞬時(shí)峰值等，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行趨勢(shì)走向圖繪制，能夠儲(chǔ)存大量信息，便于分析。就某些線路的核心位置需進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝，如此利于掌握設(shè)備與線路的實(shí)時(shí)狀況，從而及時(shí)排除隱患，維持電網(wǎng)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉華麟，呂黔蘇.基于HFCT與UHF法局放在線監(jiān)測(cè)在貴州首個(gè)220kVGIS站的應(yīng)用[J].貴州電力技術(shù)，2019（4）：11-14.