GIS设备特高频局放检测缺陷的识别与诊断.docx
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1、 GIS设备特高频局放检测缺陷的识别与诊断 摘要:本文主要介绍了特高频局部放电检测原理、典型缺陷放电特征、GIS局部放电类型,以及结合了特高频带电检测现场案例,对带电检测流程中的干扰信号和排除、放电源定位、PRPS/PRPD等重点环节进行了探讨,并且在此基础之上提出GIS局部放电缺陷的识别与诊断关键技术。关键词:特高频带电检测技术;GIS;局部放电;识别引言GIS的全称为GasinsulatedSwitchgear,气体绝缘金属封闭开关设备。其作为一种结构紧凑、性能优良的成套高压电气设备,目前已经成为变电站和发电厂升压站的主流设备,广泛的应用于电力系统中。与此同时,在GIS制造、运输、安装以及
2、运维中可能出现GIS内部绝缘表面脏污、自由离子、尖刺、固体绝缘内部降低等各种问题,这种缺陷都可能致使GIS内部电场在高压电场下发生不同程度的畸变,使得局部电场加剧而产生局部放电。在一定程度上来讲,GIS并非严格意义上的免维护装置,目前已经出现了较多的GIS事故。局部放电是引起绝缘劣化的主要原因,同时也是表征绝缘状况的特征量,有调查表明,50%以上的GIS故障是能够提前发现的,而有效的检测手段就是带电检测。开展GIS局部放电的检测,对深化设备状态评价深度、实现设备运行状态的“可控、在控”、全面保证电网的安全与稳定运行具有十分重要的现实意义。1.GIS局部放电的类型(1)悬浮电位体放电。其主要是包
3、括松动部件的悬浮电位放电,非移动金属颗粒和设备部件之间的放电。(2)电晕放电,位于高电位或低电位的金属毛刺、尖端,由于电场较为集中,产生的六氟化硫电晕放电,也就是金属尖端放电。(3)自由金属颗粒放电。金属颗粒和金属颗粒之间的局部放电,金属颗粒的金属部件之间的局部放电。(4)绝缘件内部气隙放电。绝缘件内部空隙、异物和裂纹的等缺陷引起的放电。2.特高频带电检测技术2.1特高频带电检测技术的原理GIS中绝缘强度和击穿电场强都非常高,当局部放电在很小的范围内发生时,击穿过程是十分快的,这将会产生很陡的脉冲电流,其上升时间只有几个ns,同时激发频率高达数百MHz的电磁波。局部放电检测特高频的基本原理是通
4、过特高频传感器对电气设备中局部放电产生的特高频电磁波信号进行检测、采集,从而获取局部放电的相关信息,进而确定GIS内部局部放电的类型和放电源位置。2.2特高频局部放电检测方法GIS局部放电特高频检测方法主要有两种形式,利用局部放电在线监测系统对GIS进行实时或定时的监测和利用便携式局部放电检测仪进行带电测量。局部放电带电检测仪一般是由UHF传感单元、信号处理单元和分析诊断单元组成。UHF传感单元用于耦合GIS内局部放电产生的电磁波信号,包括特高频传感器和射频同轴传输电缆,特高频传感器是一种耦合GIS设备内部3001500MHz频段的电磁波信号的天线,安装方式主要有内置式和外置式。信号处理单元对
5、传感器的信号进行滤波、放大、检波处理及模数转换。分析诊断单元实现局部放电信号的分析、处理以及数据储存,并具备人机交互功能。在不同的检测装置中,以上各功能单元可能有各种各样的组合方式。2.3传感器及其布置方式根据GIS的实际情况,局部放电检测可以采用内置式或外置式特高频耦合传感器。新建GIS设备建议配置内置传感器,已经投运GIS设备则宜采用外置传感器。内置传感器宜由GIS生产商在制造时置入,在设备制造前应与GIS进行一体化设计,在出厂时应同GIS一起完成出厂试验。外置传感器应置于未包裹金属屏蔽的GIS盆式绝缘子外侧或者是GIS壳体上存在的介质窗处,当GIS盆式绝缘子外包金属屏蔽时,需要对金属屏蔽
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