GIS局部放電檢測
(一)GIS設(shè)備局部放電帶電檢測原則
考慮到GIS設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點和安全運行要求，應(yīng)對GIS局部放電的檢測方法應(yīng)滿足以下要求：
1. GIS設(shè)備局部放電檢測方法應(yīng)滿足在線檢測的技術(shù)條件要求，實現(xiàn)對GIS設(shè)備運行狀態(tài)的全過程監(jiān)督。
2. 對微小局放現(xiàn)象應(yīng)持續(xù)關(guān)注，做好記錄，避免突發(fā)性故障發(fā)生，同時為停電檢修提供數(shù)據(jù)支持。
3. 局放點定位應(yīng)準(zhǔn)確，避免擴大GIS設(shè)備停電范圍。
(二)GIS設(shè)備局部放電帶電檢測策略
GIS設(shè)備具有布局緊湊，占地面積小，絕緣良好，檢修周期長，運行過程可控性好等優(yōu)點，但也帶來現(xiàn)場設(shè)備間距較小，電磁環(huán)境復(fù)雜，常規(guī)試驗方法檢測難度提高等問題。可在GIS設(shè)備上開展的局部放電檢測方法包括電測法中的超聲波法，高頻檢測，超高頻/特高頻檢測方法以及脈沖電流法。還包括非電測法中的分解產(chǎn)物分析法，超聲波法，紫外線/紅外線檢測法等。目前電力公司GIS設(shè)備局部放電檢測方法主要采用超聲波法和特高頻法兩種檢測方法相結(jié)合，在實際工作中收到了良好的效果。
1.超聲波法
GIS設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電時，對外表現(xiàn)為沖擊振動，這種沖擊和振動以聲波的形式沿著GIS內(nèi)部SF6氣體以及設(shè)備殼體以聲波的形式傳播開來，其波形包括縱波、橫波以及沿面波。根據(jù)不同波形特征其傳播途徑也不同，縱波主要穿過SF6氣體沿直線轉(zhuǎn)播，橫波則會沿著設(shè)備外殼或絕緣盆傳播，可利用預(yù)置在設(shè)備殼體上的傳感器進行接收，無預(yù)置傳感器或現(xiàn)場情況較為復(fù)雜時可將手持式傳感器貼在檢測點上進行檢測。
該方法其優(yōu)點在于與電氣設(shè)備無電磁方面聯(lián)絡(luò)，受設(shè)備運行方式及所處電磁環(huán)境影響較小，設(shè)備便攜性，易用性，對不同環(huán)境的適應(yīng)能力較強，同時該類型檢測設(shè)備己使用較長時間，積累了一定的使用經(jīng)驗，對局部放電定位精度較高。其缺點也很明顯，由于GIS設(shè)備為腔體結(jié)構(gòu)，超聲波在傳播過程中在腔體內(nèi)多次反射，在不同介質(zhì)交界面也會經(jīng)過反射與折射這就造成多個波形的干涉和疊加，對后期信號處理工作造成影響較大。此外，每個超聲波探頭的探測距離有限，在高電壓等級復(fù)雜布置的GIS設(shè)備區(qū)進行局部放電檢測工作強度較大，需預(yù)置的內(nèi)置式探頭也較多，存在一定的安全隱患。同時預(yù)置式探測器誤報率也較高。
在生產(chǎn)實際中由于GIS設(shè)備的一體化布置，連接變壓器或電壓互感器的GIS設(shè)備運行振動較大，這種振動會嚴(yán)重干擾超聲檢測裝置正常檢測。特別是戶外布置GIS設(shè)備受環(huán)境噪聲影響這種干擾更加強烈。從檢測經(jīng)驗看由于聲波在SF6氣體中傳播衰耗很大，超聲波法僅對金屬顆粒引起的局部放電具備較高的靈敏度。從試驗人員處還了解到，超聲波法檢測準(zhǔn)確度受探測器與GIS外殼貼合度，粘貼牢固程度以及手持式儀器檢測人員的個人技能水平影響較大。
2.特高頻檢測法
GIS設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電時通常會伴生脈沖電流，脈沖電流波形中上升及持續(xù)過程極端，為納秒級別，這種脈沖電流將激勵出同樣高頻率的高頻電磁波，GIS設(shè)備內(nèi)局部放電通常對外釋放的電磁波頻率為0.3-3GHz，考慮GIS金屬殼體對電磁波的屏蔽作用可從GIS氣室間的絕緣盆處使用超高頻傳感器予以測量，并根據(jù)電磁波的強弱程度來判斷局部放電的劇烈程度。
特高頻檢測法可在設(shè)備運行過程中開展測量，由于其電磁波頻率較高，受其他類型電磁干擾較小，具備較高的抗干擾能力。其缺點在于局部放電定位精度較差，通過逐氣室測量僅可縮小局部放電檢測范圍，無法明確放電位置和量化放電劇烈程度。
在實際應(yīng)用中，特高頻檢測法受探測傳感器技術(shù)條件制約靈敏度較設(shè)計值有不少差距，在設(shè)備正常運行及投切過程中誤報率較高，復(fù)雜設(shè)備條件下檢測過程比較復(fù)雜，對試驗人員的個人技能水平要求較高。
綜合上述兩種方法的優(yōu)缺點，建議采用兩種檢測方式協(xié)同工作的方法進行聯(lián)合檢測。
具體方法如下：
第一步在GIS盆式絕緣子處布置超高頻傳感器，開機測量是否存在局部放電特高頻電磁波。
第二步使用超聲波傳感器由遠(yuǎn)及近逐個測量點進行超聲信號檢查，測量超聲信號，然后根據(jù)如下試驗象征進行故障判斷：
(1) 特高頻信號存在，超聲波信號存在
調(diào)整特高頻探測器位置使該處測量信號最強，以特高頻探測器位置為中心探測兩端腔體超聲信號直至超聲信號最強，此時可判斷為所測腔體即為局部放電腔體，內(nèi)部存在局部放電現(xiàn)象，需根據(jù)測試數(shù)據(jù)制定下一步檢修計劃。
(2) 特高頻信號存在，超聲波信號不存在
調(diào)整特高頻探測器位置，觀察示波器所顯示檢測到的信號頻率分布，判斷檢測過程是否收到周圍能產(chǎn)生類似特高頻信號電氣設(shè)備的影響，如果有則排除干擾再行測試一次，如無干擾則標(biāo)記該設(shè)備，觀察一段時間后再行測量判斷。
(3) 特高頻信號不存在，超聲波信號存在
此時檢查被測設(shè)備以及與其相連的其他設(shè)備是否存在機械振動，或受其他設(shè)備影響自身發(fā)生振動，檢查GIS設(shè)備伸縮節(jié)是否工作正常，檢查GIS設(shè)備沉降指示器是否正常。同時變換特高頻探測器位置，防止因為屏蔽作用造成特高頻信號漏檢，同時將該設(shè)備列入重點觀察對象。
上述措施，在進行特高頻信號檢測的同時進行超聲波信號檢測，可以有效發(fā)揮兩種檢測方式的優(yōu)勢，從試驗方法上避免復(fù)雜現(xiàn)場環(huán)境下各類型的干擾，能夠在現(xiàn)有技術(shù)及人員水平條件下較大幅度的提升局部放電帶電檢測的準(zhǔn)確性，有利于提高設(shè)備對設(shè)備運行狀況的判斷能力。
關(guān)注微信公眾號