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GIS局部放電在線檢測(cè)方法

閱讀：54發(fā)布時(shí)間：2025-7-3

GIS局部放電檢測(cè)

GIS設(shè)備中的局部放電會(huì)在GIS設(shè)備外殼上產(chǎn)生流動(dòng)的電磁波，使接地線上有高頻放電脈沖電流流過，從而導(dǎo)致外殼對(duì)地呈現(xiàn)高頻電壓并向周圍空間傳播。局部放電還會(huì)使通道氣體壓力驟增，在GIS設(shè)備氣體中產(chǎn)生縱波或超聲波，并在金屬外殼上出現(xiàn)各種聲波，如縱波、橫波和表面波等。GIS設(shè)備中的局部放電也可導(dǎo)致SF6氣體分解或發(fā)光。這些物理和化學(xué)變化的特征，有助于GIS設(shè)備局部放電檢測(cè)。因此，局部放電的檢測(cè)方法可分為電的方法和非電的方法。

非電的方法包括化學(xué)、機(jī)械、光學(xué)的方法，主要有以下幾種：

（1）機(jī)械的方法

機(jī)械檢測(cè)法就是用壓電式加速度計(jì)檢測(cè)由于局部放電使金屬容器壁產(chǎn)生的振動(dòng)，或采用超聲波探頭獲取放電產(chǎn)生的超聲波。在高壓電氣設(shè)備中，用超聲波檢測(cè)局部放電的方法早已有人進(jìn)行過大量的研究，由于振動(dòng)波要經(jīng)過多種物質(zhì)(金屬、絕緣體、氣體)傳播，經(jīng)過不同的介質(zhì)的傳播速度和衰減程度各異，需要通過換算和經(jīng)驗(yàn)識(shí)別，所以要精確測(cè)定局部放電定量是困難的，并且最小檢測(cè)靈敏度容易受到干擾噪音的影響。

（2）化學(xué)的檢測(cè)法

化學(xué)的檢測(cè)法是用變色指示劑檢測(cè)因局部放電使SF6分解產(chǎn)生的氣體。當(dāng)GIS內(nèi)部產(chǎn)生局部放電時(shí)，會(huì)引起SF6氣體分解，產(chǎn)生C2H4 , CH4H2，CO2，C2H2等活潑氣體。用化學(xué)分析法對(duì)這些被分解的氣體進(jìn)行檢查，就可以測(cè)出GIS內(nèi)部發(fā)生的局部放電。該方法的試驗(yàn)設(shè)備體積小、重量輕，攜帶方便，易于操作，不受電氣機(jī)械噪音的影響。離線的化學(xué)檢測(cè)方法，即實(shí)驗(yàn)室油色譜分析發(fā)展已經(jīng)成熟，積累了很多故障診斷經(jīng)驗(yàn)，分析過程相對(duì)較為復(fù)雜，分析時(shí)間較長。目前，化學(xué)檢測(cè)法的在線監(jiān)測(cè)正在逐步推廣，包括油色譜在線監(jiān)測(cè)，油中氫氣濃度在線監(jiān)測(cè)等，反映了不同氣休的動(dòng)態(tài)特性，具有更好展現(xiàn)電氣設(shè)備內(nèi)部變化的能力。但是，化學(xué)檢測(cè)法只是一種定性的檢測(cè)的方法，對(duì)于發(fā)現(xiàn)緩慢性的早期潛伏性故障較為靈敏，但對(duì)于突發(fā)故障一般很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)并作出預(yù)測(cè)。

（3）光學(xué)方法

由于局部放電產(chǎn)生光輻射，可以用一種安裝在GIS內(nèi)部的光傳感器進(jìn)行測(cè)量。一般采用的檢測(cè)器包括一只傳感器和一臺(tái)控制單元。傳感器裝在金屬外殼的窗口上，以便檢測(cè)GIS內(nèi)部局部放電產(chǎn)生的光信號(hào)，測(cè)量到的信號(hào)通過電纜送到控制單元進(jìn)行處理。使用這種方法時(shí)，需要在GIS的密封外殼上開窗，會(huì)受到背景干擾的影響。

（4）紅外線方法

紅外測(cè)量是基于局部放電點(diǎn)的溫度升高，利用紅外探測(cè)儀的熱成像院里實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)測(cè)量。但由于電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)和傳熱過程復(fù)雜，利用熱紅外成像方法直接檢測(cè)設(shè)備內(nèi)部的局部放電信號(hào)比較困難。

常規(guī)的電氣檢測(cè)方法主要有以下幾種：

（1）超高頻法

超高頻局部放電檢測(cè)技術(shù)是近年來得到較快發(fā)展的一種檢測(cè)方法。在一些電力設(shè)備中(如GIS，電力變壓器，電纜，變壓器，電機(jī))的檢測(cè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。這種方法的基礎(chǔ)是：在高壓力的SF6中，局部放電總是在很小的范圍內(nèi)發(fā)生，因此具有極快擊穿時(shí)間的特征。超高頻局部放電檢測(cè)利用局部放電所產(chǎn)生的超高頻信號(hào)(30-300MHz)電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)局部放電的檢測(cè)和診斷，并實(shí)現(xiàn)抗干擾。超高頻局部放電檢測(cè)可以通過檢測(cè)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)測(cè)量頻率的局部放電信號(hào)來對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷，可以在一定程度上消除干擾的影響，從而實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)的精確提取。利用超高頻法研究局部放電，克服了傳統(tǒng)脈沖電流法測(cè)量頻率低，頻帶窄的缺陷，可以較為全面的了解局部放電的本質(zhì)特征。但這種方法所使用的天線成本過高，因而應(yīng)用并不是特別廣泛。

（2）內(nèi)部電極法

該方法是將GIS設(shè)備法蘭稍加改造，在法蘭內(nèi)部加裝金屬電極，該電極與外殼構(gòu)成禍合電容，以此電容傳感器提取局部放電的脈沖信號(hào)。當(dāng)采用兩個(gè)電容傳感器時(shí)即可進(jìn)行GIS設(shè)備局部放電定位，由GIS設(shè)備局部放電信號(hào)到達(dá)兩個(gè)傳感器的時(shí)間差確定放電點(diǎn)。另一種內(nèi)電極法是在盆式絕緣子內(nèi)靠近接地端預(yù)先埋設(shè)一個(gè)電極，由此與外殼構(gòu)成耦合電容。內(nèi)部電極法受客觀條件限制，內(nèi)電極只能在廠家生產(chǎn)過程中預(yù)埋設(shè)，現(xiàn)場(chǎng)安裝往往不易實(shí)現(xiàn)。

隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的不斷提高，智能化的檢測(cè)設(shè)備已開始出現(xiàn)并將逐步取代傳統(tǒng)的一、二次分離的設(shè)備，智能化采用新型的電流電壓互感器，不僅測(cè)量性能，并且可做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)真正的狀態(tài)維修。

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