基于特高频法的GIS设备局部放电检测的研究

基于特高频法的GIS设备局部放电检测的研究

朱宜东侯西正焦祥臻蔺相斌张严伟

（国网山东省电力公司枣庄供电公司山东枣庄277000）

摘要：由于气体绝缘组合电器（GIS）具有占地面积小、绝缘可靠性高、运行维护量小等优点，所以被广泛应用在高压输电领域当中。由于内部空间极为有限，GIS内部局部放电缺陷容易导致设备故障。GIS严重事故在我国已经发生多起，通过定期对运行中的GIS设备进行带电检测，可及时发现其内部绝缘缺陷，有效避免GIS事故的发生。

关键词：特高频法；GIS设备；局部放电检测

一、特高频法检测原理

局部放电会在电力设备内部以及周边产生光、电、振动等物理或化学变化现象。特高频法主要是检测电力设备在放电过程中产生的特高电磁波信号，以此获取局部放电有关信息。特高频传感器分为外置式和内置式，检测时应当结合现场设备情况进行选择，当电力设备内部发生局部放电时，激发出的电磁波会透过环氧材料等非金属部件传播出来，此时可采用外置式特高频传感器进行检测；而采用内置式特高频传感器，可直接从设备内部检测局部放电激发出来的电磁波信号。特高频法利用了电磁波在GIS设备中的传播特点，可将背景噪声进行有效抑制，例如空气中电晕产生的电磁干扰频率不高，可使用宽频法进行抑制。

二、UHF法在线监测系统应用案例

2.1异常概况

2016年8月12日，在对220kV某变电站220kVGIS设备进行特高频局部放电检测时，发现#2主变220kV侧24202间隔24202-1刀闸气室有异常放电信号。该信号放电次数较少，重复性低，幅值较为分散，但放电相位较稳定，正负半周期各有一簇。时差法定位该放电信号来自24202-1刀闸A相气室底部，放电源靠近刀闸与I母之间盆式绝缘子附近。根据《气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则第2部分特高频法》（Q/GDW11059.2-2013）特高频现场检测导则，综合分析认为#2主变间隔24202-1刀闸A相气室内部存在异常放电，放电类型为盆式绝缘子内部空穴放电，判断为绝缘内部缺陷。

2.2特高频检测数据

首先采用便携式局放检测仪对220kV某站#2主变220kV侧24202间隔进行特高频局放检测，传感器放置位置如图1所示。

采用便携式局放检测仪对图1所示各测点进行特高频局放检测，在每个点均能检测到明显特高频局放信号，位置5、6、8、9的检测图谱如图3所示。

采用G1500局放定位系统采集到的波形如图5所示，通道1检测到放电信号，与之对应的为传感器1。通道4未检测到放电信号，与之对应的为传感器2。判断GIS设备外部周围不存在放电信号，放电源来自GIS设备内部。由通道1的波形可以看出，在1个工频周期内放电时间间隔稳定，符合空穴放电或沿面放电的特征。为进一步确定放电源的具体位置，采用多功能局放定位系统G1500对该信号进行定位。

采用时差法对放电源具体位置进行定位。采用时差定位法对图1所示位置5、6、9处进行定位分析。把传感器1放置于位置6处，把传感器2放置于位置5处，如图6所示。G1500局放定位系统测得的位置5和位置6两处电磁波信号波形，如图7所示，传感器1测得信号超前，信号时差为2.95ns，距离约为0.885m。

传感器1的位置不变，改变传感器2的位置，放置于位置9处，如图8所示。G1500局放定位系统测得位置6和位置9两处电磁波信号波形，如图9所示，传感器1测得信号超前，信号时差约3ns，距离约为0.9m。

现场测量测点5和6间距L1约0.9m，测点6和9间距L2约1.0m，根据时差计算公式，可定位放电信号位于24202-1刀闸A相气室底部，靠近盆式绝缘子附近。

三、结语

综上，本文的实例证明了特高频法能够有效地发现GIS设备内部存在的局部放电缺陷，有利于及时消除潜在安全隐患，提高设备运行可靠性。

参考文献：

[1]路俊勇，张婷，司刚全，等.GIS悬浮电极缺陷局部放电测量与分析[J].高压电器，2015.

[2]GIS设备局放类型图谱以及现场局放测试诊断图谱的应用[J].曾雄杰，刘旭明.高压电器.2013.

[3]特高频法在GIS局部放电检测与定位上的应用[J].李鲁博，王荣亮，宋晓博.山西电力.2018.

作者简介：

朱宜东（1984.03.14-）；男；山东枣庄；汉族；硕士研究生；工程师；试验班副班长；高压电气试验；带电检测；油气化验；国网山东省电力公司枣庄供电公司。

侯西正（1990.10.16-）；男；山东济宁；汉族；硕士研究生；工程师；电气试验；高压电气试验；带电检测；油气化验；国网山东省电力公司枣庄供电公司。