電力系統(tǒng)預(yù)防性試驗(yàn)資料

GIS故障檢測(cè)新技術(shù)

1.前言氣體絕緣金屬封閉組合電器（簡(jiǎn)稱GIS）。優(yōu)點(diǎn)是：具有運(yùn)行可靠性高，維護(hù)方便，占地面積少等優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越得到廣泛的應(yīng)用。GIS在現(xiàn)場(chǎng)安裝后，進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，驗(yàn)證其運(yùn)輸和安裝過(guò)程中是否受損以及檢查其重新組裝的正確性。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)收投運(yùn)的GIS，總的來(lái)說(shuō)運(yùn)行情況是良好的，然而運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，GIS內(nèi)存在的一些缺陷，最初可能無(wú)害，也不容易發(fā)現(xiàn)，隨著運(yùn)行年限的長(zhǎng)久，在開(kāi)關(guān)操作震動(dòng)和靜電力作用下，異物碎屑的移動(dòng)或是絕緣老化等可能產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，以致最終發(fā)展為擊穿放電事故，使得GIS停電檢修，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，GIS電壓等級(jí)越高，停電造成的損失越大。

在廣東省應(yīng)用GIS故障檢測(cè)技術(shù)前,電網(wǎng)運(yùn)行中的GIS已發(fā)生過(guò)幾例絕緣事故：a.江門(mén)站500kVGISb.大亞灣核電站400kVGISc.深圳皇崗站220kVGISd.沙角A電廠220kVGIS等發(fā)生過(guò)絕緣閃絡(luò)事故。尤其是沙角A電廠1989年7月15日220kVGIS#3主變間隔203BO地刀絕緣事故，造成全廠停電，兩臺(tái)20萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)停運(yùn)兩天，直接損失電量達(dá)3200萬(wàn)千瓦時(shí)?？梢?jiàn)，實(shí)際運(yùn)行中是多么需要一種對(duì)GIS有效的檢測(cè)手段，能及早的發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部絕緣故障，并能準(zhǔn)確定位，使得GIS的檢修工作能有計(jì)劃地進(jìn)行，縮短檢修時(shí)間和節(jié)省檢修費(fèi)用，從而提高GIS運(yùn)行可靠性。2.GIS局部放電特點(diǎn)和信號(hào)傳播特性

GIS局部放電特點(diǎn)局部放電的機(jī)理可理解為在電場(chǎng)作用下,絕緣系統(tǒng)中只有部分區(qū)域發(fā)生放電,而沒(méi)有貫穿施加電壓的導(dǎo)體之間,即尚未擊穿,這種現(xiàn)象稱為局部放電。局部放電產(chǎn)生于流注起始階段，這對(duì)于幾乎所有的電壓種類(lèi)都是一樣的，且低于最小先導(dǎo)起始電壓和擊穿電壓。局部放電可能發(fā)生在導(dǎo)體上，也可能發(fā)生在絕緣體的表面或內(nèi)部。

GIS絕緣早期故障的主要形式是局部放電，局部放電主要由下列缺陷引發(fā)的：a載流導(dǎo)體表面缺陷，如毛刺、尖角等引起導(dǎo)體表面電場(chǎng)強(qiáng)度不均勻。這些缺陷通常在制造質(zhì)量上或安裝時(shí)刮傷造成的，在穩(wěn)定的工頻電壓下不易引起擊穿，但在操作或沖擊電壓下很可能引起擊穿。b絕緣子表面缺陷。如制造質(zhì)量不良、絕緣子有氣泡或裂紋，以及安裝遺留下的污跡、塵埃等。cGIS筒內(nèi)在制造和安裝過(guò)程中存留的自由導(dǎo)電微粒。d導(dǎo)電部分接觸不良。GIS內(nèi)超高頻（UHF）信號(hào)的傳播特性GIS內(nèi)局部放電信號(hào)頻帶極寬(>1GHz)。由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有良好的波導(dǎo)體，超高頻（UHF）電信號(hào)能夠在其中有效地傳播，UHF信號(hào)在GIS內(nèi)部是以橫向電磁波方式傳播的（即電場(chǎng)方向與傳播方向垂直），在GIS內(nèi)部沒(méi)有任何阻隔時(shí)，信號(hào)衰減極小，而在經(jīng)過(guò)不連續(xù)部分或受阻時(shí)，如盆式絕緣子、轉(zhuǎn)角、T連接等信號(hào)則產(chǎn)生衰減，UHF信號(hào)每經(jīng)過(guò)一個(gè)絕緣子，信號(hào)強(qiáng)度衰減了3—6db，因此可以根據(jù)各部位UHF信號(hào)的大小而準(zhǔn)確地判斷故障位置。UHF信號(hào)頻率高，具有很強(qiáng)的穿透性，在經(jīng)過(guò)絕緣子時(shí)，可以通過(guò)絕緣子與金屬法蘭的接縫到達(dá)GIS外部，因此在盆式絕緣子外部測(cè)量GIS內(nèi)部的UHF信號(hào)是成為可能的。圖1GIS放電信號(hào)傳播特性Z1--放電源信號(hào)Z2、Z4－一反射信號(hào)Z3、Z5、Z6--導(dǎo)體上的信號(hào)圖1中高頻放電信號(hào)強(qiáng)度逐漸衰減．其規(guī)律如下：Z1>Z3＞Z5，Z2＞Z4、Z5、Z63.GIS局放測(cè)試基于的機(jī)理（1）GIS內(nèi)部放電具有極高頻率特性（2）此放電信號(hào)能有效傳播，并具有良好的穿透性（3）利用外部天線，可以耦合到放電信號(hào)（4）根據(jù)不同位置的信號(hào)強(qiáng)弱，可準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)4.局部放電測(cè)量系統(tǒng)(1)GIS模擬試驗(yàn)

為使試驗(yàn)室研究情況與實(shí)際運(yùn)行工況相符，我們?cè)谝惶纂妷旱燃?jí)為110kVGIS試驗(yàn)段進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，這個(gè)試驗(yàn)段與實(shí)際運(yùn)行的110kVGIS相同，這樣在試驗(yàn)段上取得的測(cè)量結(jié)果能夠真實(shí)地反映運(yùn)行中GIS內(nèi)部故障的放電特性。圖2GIS試驗(yàn)段結(jié)構(gòu)圖1、2、3--盆式絕緣子A、B、C--內(nèi)部平板電極對(duì)下面幾種故障作了模擬試驗(yàn)，錄取了波形圖及進(jìn)行了頻譜分析。a.金屬微粒故障模擬試驗(yàn)b.大件金屬物故障模擬試驗(yàn)c.絕緣子表面爬閃放電故障模擬試驗(yàn)d.GIS內(nèi)導(dǎo)體金屬突起故障模擬試驗(yàn)通過(guò)對(duì)以上幾種類(lèi)型故障的模擬試驗(yàn)，獲得了各類(lèi)故障波形和許多有價(jià)值的數(shù)據(jù)，可以得出，放電信號(hào)的強(qiáng)度是隨距離故障點(diǎn)越遠(yuǎn)強(qiáng)度越小，從而可以做到準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)的位置。驗(yàn)證了所研制的四種信號(hào)探測(cè)器系統(tǒng)的性能和效果，內(nèi)外天線均能測(cè)到局部放電信號(hào),內(nèi)天線的靈敏度高,外天線的靈敏度次之,但外天線信號(hào)探測(cè)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，只需將天線靠近運(yùn)行中GIS盆式絕緣子附近就可以得到信號(hào)，不需要對(duì)GIS做任何改動(dòng)，不需停電，不影響GIS的正常運(yùn)行。因此外天線信號(hào)探測(cè)器系統(tǒng)是非常適用于運(yùn)行中GIS故障檢測(cè)。（2悶）測(cè)歲量系巴統(tǒng)與若方法GI鐮S內(nèi)居部放比電伴炭隨有臺(tái)聲、蔥光、蔽電的虜產(chǎn)生誦和S跟F6快氣體今的化臣學(xué)變泊化以法及機(jī)臥械振默動(dòng)在氣外殼親的傳諷播。接國(guó)內(nèi)陶外的勒科學(xué)耕家們五根據(jù)鼓GI鏡S的拿放電咸特性近對(duì)G肉IS奸內(nèi)部浸故障纖檢測(cè)完方法腳作了區(qū)研究屬，據(jù)甲報(bào)道剛，主懸要檢斯測(cè)方家法有游：a.迫甚司高頻叛法b.超聲押波法c.化學(xué)屆法我們朗采用幼的是片甚高榜頻法檢，這病種測(cè)墊量方素法效癢果好院。測(cè)量秋裝置沿圖如汁下：信號(hào)到探測(cè)浸器系怠統(tǒng)團(tuán)信叢號(hào)處尖理系榨統(tǒng)嗚波貴形及缸頻譜桂分析揭系統(tǒng)圖3渡GI例S故旅障檢幅測(cè)裝棗置測(cè)微量系蔽統(tǒng)設(shè)蘿計(jì)方璃框圖舉：從測(cè)鑒量系對(duì)統(tǒng)方饒框圖幣可見(jiàn)限是由扔三大撫部分察組成客的，盤(pán)至關(guān)根重要墻的是理信號(hào)脖探測(cè)譯器系掃統(tǒng)和至信號(hào)暴處理屈系統(tǒng)喉，它津?qū)⒂肮身懙今R測(cè)量洞靈敏基度和顯準(zhǔn)確芽度。5.間GI出S故兵障檢呀測(cè)的實(shí)際填應(yīng)用從1豎99賄9年掃下半蝦年開(kāi)票始我殿們已栽開(kāi)展替了運(yùn)幫行中螞GI扔S局輪部放皇電檢四測(cè)試玩驗(yàn)，駛到目做前為亮止，師我們附已對(duì)奪60扁多個(gè)酸GI散S變投電站饅次進(jìn)偽行檢慨測(cè)，構(gòu)共發(fā)杠現(xiàn)三誘起G曾IS時(shí)局部吃放電需缺陷效，其貓中一猛起是勤廣州濱抽水腦蓄能硬電廠解50百0k項(xiàng)VG扁IS臘蓄北爆出線兵間隔櫻一處鏟絕緣垮子有玩局部予放電勸現(xiàn)象賺，另培外二妻起是作珠海搭變電淋站1脫10參kV馳GI疑S珠束九丙禮線間果隔和后11陵0k盛VG瞧IS悟珠蘭殲甲線弱間隔妻有嚴(yán)浙重的廚局部或放電陷缺陷議。現(xiàn)將蟲(chóng)珠海璃變電糧站1順10龜kV有GI煎S珠挖九丙朗線間熄隔缺頌陷情而況簡(jiǎn)貸述如下：珠海株變電由站1俘10錢(qián)kV予GI虜S是主西安蒼高壓艙開(kāi)關(guān)樣廠與栽日本川三菱銀合作產(chǎn)屯品，撤19振96惡年投辦產(chǎn)，羞珠九應(yīng)丙線境間隔魯19裁99賊年初菌才投廈入運(yùn)行。19雅99捆年7去月2渴7日匹對(duì)該遭站1史10言kV浸GI戀S進(jìn)鬼行帶誼電檢罷測(cè)，鳴發(fā)現(xiàn)棍珠九丙嶺線間偵隔避游雷器宗上方置與P儲(chǔ)T之堆間氣岔室放歷電嚴(yán)微重，怪見(jiàn)示放意圖4懸和圖肝5、嚼6波臘形圖寺和圖譯7故烤障部柱位照每片，久放電炭信號(hào)殖很強(qiáng)鐵，信鹿號(hào)幅攪值超熔過(guò)5呈0V華!而蠻一般童GI旱S內(nèi)鄰部絕咱緣故朗障信替號(hào)用斑外天線測(cè)丸量其糖強(qiáng)度臟只為蠟mV傳極，獅說(shuō)明朱故障搭已相俗當(dāng)嚴(yán)泥重，奔隨時(shí)云都有發(fā)咸生絕漏緣擊禿穿的倚可能播，初術(shù)步判揪斷故愈障點(diǎn)償在避纏雷器勤A相隊(duì)上方，堅(jiān)建議腸立即精停電情請(qǐng)廠炕家來(lái)宴處理季。8圈月初曾廠家故派員抽進(jìn)行虎處理，姻解體庭發(fā)現(xiàn)痕其故選障點(diǎn)聰就在弓避雷度器A姜相上獻(xiàn)方導(dǎo)跌體插義接觸耐頭處，野這完乘全與車(chē)檢測(cè)搖故障心定位它點(diǎn)相饑符合悲。圖4嶄珠推海站番11汗0k朗vG朋IS柿珠九從丙間反隔結(jié)梨構(gòu)示胳意圖(幅譯度>曬50放v)圖5降珠拔九丙殿線2廁#泛絕緣緊子旁趴所測(cè)梅信號(hào)伙圖般圖咱5波蚊形的司頻譜廁圖檢測(cè)住所發(fā)熔現(xiàn)的的三起御缺陷粱均作辰了計(jì)償劃?rùn)z滴修，娘防止促了事喜故的搞發(fā)生膠，檢倆修時(shí)糞解體鉛證實(shí)千檢測(cè)博的故患障定豬位準(zhǔn)丘確。6.他結(jié)池論GI吧S故拉障檢氧測(cè)裝流置經(jīng)坦對(duì)電蕉網(wǎng)運(yùn)曠行中便的6克0多材個(gè)G獻(xiàn)IS扶站次爛的實(shí)決際應(yīng)招用，掠證實(shí)羞該裝漂置具格有無(wú)爸比的屢優(yōu)點(diǎn)休，其低結(jié)構(gòu)功簡(jiǎn)單斯、使將用方穩(wěn)便，珠檢測(cè)碼時(shí)不香需移兇動(dòng)G枕IS蠶任何孕部件姻，不穩(wěn)需停昂電，嬌不影神響G涂IS工的爬正常禁運(yùn)行瞞，測(cè)拐試靈翼敏度頁(yè)高，摟故障