GIS设备壳体环流对超声波信号影响的探析AnalysisofInfluenceofCirculationofGISEquipmentShellonUltrasonicSignal

GIS设备壳体环流对超声波信号影响的探析AnalysisofInfluenceofCirculationofGISEquipmentShellonUltrasonicSignal

武丹

（国网青海省电力公司检修公司青海西宁810000）

摘要：针对一起363kV气体绝缘金属封闭开关设备（GasInsulatedSwitchgear，GIS）运行时出现的异常超声波局放（PD）信号，通过对检测仪器安装接地线可靠接地后，异常局放信号消失，证明该异常局放信号由GIS设备壳体环流引起，对设备安全运行无影响。

关键词：GIS；超声信号；接地；壳体环流

0引言

气体绝缘金属封闭开关设备（GasInsulatedSwitchgear,GIS）诞生于20世纪70年代初，它的出现使变电站的结构和运行发生了变化，其特点是体积小、集成化和安装方便。因此，GIS在电力系统的能量传输中得到了广泛的应用[1]。

由于GIS设备单元在制造、运输、安装及运行过程中可能产生各种缺陷，例如自由颗粒、金属屏蔽松动、绝缘子表面脏污等，利用超声波局放检测法可有效检测出上述缺陷，但超声波局放检测易受背景噪音或机械振动等因素影响产生干扰信号，造成误诊断，所以识别和排除干扰信号对于保证超声波局放检测数值的真实有效具有重要意义。

本文通过一起330kVGIS设备超声波干扰信号的检测分析及排除，介绍另外一种超声波干扰信号，即GIS壳体环流引起的超声波干扰信号，并明确排除此类干扰信号的具体方法。

1超声波检测法

电力设备的绝缘系统中存在局部放电时，会产生冲击的振动及声音。超声波法（AE，又称声发射法）通过在设备腔体外壁上安装超声波传感器来测量局部放电所产生的超声信号。该方法的特点是传感器与电力设备的电气回路无任何联系，不受电气方面的干扰，具有定位准确度高的优点，但在现场使用时易受周围环境噪声或设备机械振动等因素的影响[2]。

2异常检测与分析

2015年04月08日，检测人员在对青海某330kV变电站进行周期带电检测工作，使用GIS内部故障与局放带电诊断仪（AIA-2）对330kV兰杏Ⅰ线33541、33543隔离开关A相进行超声波局放检测，连续图谱模式显示上述两处隔离开关均存在异常超声局放信号。异常超声信号位于上述隔离刀闸气室顶端。超声检测背景值有效值为0.38mV,峰值为1.51mV,50Hz、100Hz相关性均为0。33541隔离开关处超声信号有效值为17mV，峰值为87mV，50Hz相关性为0.7mV，100Hz相关性3mV。33543隔离开关处超声信号有效值为22mV，峰值为123mV，50Hz相关性为0.7mV，100Hz相关性为4.4mV

330kV33541、33543隔离开关A相超声波检测峰值分别达到了87mv与123mv，远远超过了背景峰值2mV,同时100Hz相关性分别达到了3mv与4.4mv，具有高度疑似放电信号特征。进行相位图谱检测，图1为330kV33541隔离开关A相相位图谱。

图2、图3显示,钢构架处超声波检测峰值达到37mv远超过背景噪音2mV，100Hz相关性达到2.2mV，同时具有一定悬浮放电与机械振动的信号特征。与33541、33543隔离开关A相所检测超声信号特征具有高度相关性，判断为干扰信号所致，且来自同一干扰源。

检查仪器接线情况，本次检测仪器使用外接电源（平时检测使用内置充电电池检测），推测为传感器处与GIS壳体间微电位差导致干扰信号的产生，将仪器加装专用接地线并在距离33541、33543隔离开关的接地点接地。对33541、33543隔离开关再次检测超声信号，信号幅值恢复正常，与背景幅值基本相同，确定上述异常超声信号幅值为未加装接电线引起。

3分析

GIS设备运行时由于互感会在壳体产生环流，造成壳体的电位分布是不同的，若AIA-2使用外接电源且未可靠接地时，这可能会在壳体和AIA传感器之间引起小的局放，这种放电会对声记录产生干扰，造成上述特征的超声干扰信号,对设备安全运行无影响。

4结论

超声波局放检测易受背景环境干扰，当检测出异常信号时，应将可能的干扰因素排除后再行判断故障性质，

AIA-2在外接电源进行检测时，需可靠接地，接地点应选在被检测设备附近。

积累超声波检测经验案例对于准确掌握设备运行状况具有重要意义。

参考文献

[1]王卫东。GIS局部放电检测方法的分析研究[J]。高压电器，2012，48（8）：13

[2]牛林.电网设备状态检测技术培训教材[M].北京.2013:[62].

[3].GIS内部故障与局放带电诊断仪(AIA-2)操作手册[M].北京：北京国电迪扬电气设备有限公司，2008.