基于声电联合检测的 220千伏 GIS局放缺陷定位分析

基于声电联合检测的 220千伏 GIS局放缺陷定位分析

依力扎提 ·吐尔汗 张小军

国网新疆电科院，乌鲁木齐市高新区， 830011

摘 要：为有效的判断GIS设备内部的缺陷情况，并对缺陷进行定位，对GIS设备进行特高频局部放电现场检测月意义重大。为此阐述GIS特高频局部放电检测原理和技术优势，通过一起220千伏GIS案例，表明超声波局放检测能有效的检测GIS设备内部的局部放电缺陷。

关键词：特高频；GIS; 局部放电；带电检测

0. 引言

气体绝缘金属封闭开关设备（gas insulated metal enclosed switchgear and controlgear,GIS）以其结构紧凑，占地面积少，受环境影响小，不会产生噪音，运行安全可靠且维护工作量少的特点，在电力系统中得到越来越广泛的应用。但是GIS内部由于制造、安装、运输和试验时部件松动、接触不良引起电极浮动等问题都可导致不同程度的局部放电。GIS设备长期的局部放电可能会引发绝缘故障，甚至造成严重的系统事故。本文通过一起220千伏的GIS主变母线筒螺栓悬浮放电缺陷进行了UHF、超声检测，并进行了分析。

1. 异常概况

2017年9月5日，对220千伏一升压站全站一次设备进行带电检测，在220千伏某间隔、220千伏 1号主变间隔及附近母线筒间隔均检测到特高频异常信号，测试结果符合典型放电图谱特征。随后对其进行超声波局放测试，符合典型放电图谱特征。疑似为三相母线支架紧固螺栓松动，在高电压下产生螺栓悬浮部位对绝缘支架放电。

为进一步确认内部缺陷情况并对缺陷进行定位，对该设备进行了UHF检测及超声局放检测。

2. 检测定位

2.1 特高频局放检测

在220千伏某间隔、220千伏1号主变间隔及附近母线筒间隔均检测到特高频异常信号，测试结果符合典型悬浮放电图谱特征，初步判断为该设备存在疑似悬浮放电缺陷。现场检测位置、异常图谱及背景值如图1、图2、图3所示。

图1 特高频检测位置

图2 异常特高频检测图谱

图3特高频背景检测图谱

随即检测人员依次对220千伏某某一线间隔（1）、220千伏某某二线间隔（2）、220千伏1号主变间隔（3）、220千伏备用间隔（4）、220千伏2号主变间隔（5）等5个间隔选取5个测试点进行特高频检测，检测数值如表1所示。

表1 测点检测数值

2.2 超声波局放测试

随后通过AIA2超声波局放测试仪对相关间隔进行超声波局放定位检测，在220千伏 1号主变间隔母线筒钢箍位置检测异常信号，超声波幅值有效值达到24mV，测试结果存在明显的100Hz、50Hz相关性，且100Hz相关性大于50Hz相关性，符合典型放电图谱特征。现场信号异常位置、现场测试图如图4、5所示。

图4 母线筒超声检测定位异常位置

图5 母线筒超声检测图谱

2.3 G1500局放信号定位

通过示波器进行特高频局放信号定位，其结果如图6所示。

图6 特高频时差定位

通过示波器定位后前后信号时差为11.10nS,时差对应距离为11.10nS×3.0×10^8m/s=3.33m，且1号主变间隔母线筒气室内置传感器检测到信号超前，传感器空间距离15m，异常信号点位置距离1号主变间隔母线筒气室内置传感器位置M=(15-3.33)÷2=5.835m，与超声定位结果相吻合。

3. 原因分析

结合GIS内部结构，判断缺陷为母线筒内母线支架紧固部位由于安装或运行中振动等原因产生松动或错位，在电压作用下产生悬浮放电特点，GIS内部结构如图7所示。

图7 220千伏 GIS母线内部结构

对该间隔进行解体检修，抽芯后在1号主变间隔母线筒气室靠近某某二线间隔第一个三相支架B相观察到有放电痕迹，如图8所示。

经更换处理送电后，带电检测人员对其进行超声波局放测试和特高频局放测试，检测结果均正常，该缺陷得以及时消除，避免了电网事故的发生。

4. 结论

1）特高频局放检测能有效检测GIS内部局放信号，且特高频信号传播范围广，所以建议普测中使用特高频检测手段；

（2）超声波局放检测具有较强的抗电磁干扰能力，在电磁环境复杂的环境中具有较强的检测灵敏度，能有效的检测GIS设备内部的局部放电缺陷；

（3）特高频局放检测、超声波局放检测多种手段相结合，可以有效提高设备故障诊断，综合分析设备内部存在的问题缺陷。

参考文献：

[1] 杨 勇、张 静、杜 伟、邵先君、王绍安.采用特高频法的1100千伏 GIS局部放电缺陷定位［J］. 高电压技术,2016(增刊2)：118-121.

[2]张 华、高宇航、李波涛、杜燕雄、康 旭.一起110千伏 GIS 灭弧室放电缺陷的检测与分析［J］. 高电压技术,2016(增刊2)：211-213.

[3]陈江添.一起220千伏 GIS 设备局部放电的案例分析［J］. 高电压技术,2016(增刊2)：225-229.

作者简介：

依力扎提·吐尔汗(1982)，男，本科，高级工程师，现主要从事电力设备外绝缘防护及状态检测技术研究