GIS设备重症监护局放监测技术分析

GIS设备重症监护局放监测技术分析

王幸伟，仇学礼，章晓春，李大卫，马林生

国网安徽省电力有限公司阜阳供电公司 236000

摘要：重症监护局放检测技术是通过使用超声波局部放电测量技术河特高频局部放电测量技术对GIS设备局部放电信号实施监测，及时发现设备中所具有的问题。重症监护局部放电监测技术可以诊断和定位GIS设备的绝缘缺陷，对运行设备的安全隐患起到了预警作用，将安全隐患的风险降到最低。故本文将围绕着GIS设备重症监护局部放电监测技术和应用进行综述，推动特高频局部放电测量技术的发展和进步。

关键词：运行GIS；局部放电监测技术；重症监护局部放电监测技术

针对GIS设备而言，设备绝缘状态直接影响设备的运行状态和使用寿命。故正确的使用重症监护局部放电监测技术，能保证在GIS设备运行的同时，对设备局部放电进行测量。并且能结合不同的测量点对信号实施定位，加强了设备运作的可靠性。

1. 运行GIS设备的局部放电监测原理

结合当下情况分析，GIS设备在运行的过程中，依旧存在可靠的检测措施。若将GIS变电站视作封闭结构，应用绝缘气体介质的金属罐将断路器、隔绝开关和互感器进行封闭。经过试验证明，仅仅小部分的实验项目可以应用GIS设备，其余的设备预防性试验方式都无法针对运行状态下的GIS设备。从实际应用情况中可以看出，GIS设备存在特殊性，且无法对其进行有效的检测或维护^[1]。

从试验结果明确，在正常情况下，GIS设备的主要问题和绝缘性具有密切联系。经过各种试验中明确，若GIS设备内部发生发电，将会促进SF6气体出现分解情况，影响了电场的分布，大大降低了绝缘材料的质量，最终引起绝缘击穿的发生。在GIS设备内部局部放电方面，是绝缘性故障发生的先兆，也是故障的呈现形式，然而实施GIS局部放电监测能准确的评估GIS设备，及时发现其中的问题和潜在因素。故合理的实施GIS设备局部放电监测，在补充了当下GIS设备试验的缺陷同时，也能预防GIS不良事件的发生，保证GIS设备可以有效运行^[2]。结合实际发展情况分析，正确的实施重症监护的局部放电测量措施对GIS局部放电进行检测已经获得了广泛应用。

2. 运行GIS设备的局部放电监测技术分析

结合调查结果显示，引起GIS设备局部放电的原因繁杂，其中最重要的因素就是GIS设备自身内部的问题。包括了固体绝缘材料的内部缺陷，影响了GIS设备，GIS设备内部具有自由导电微粒，包括金属碎片等，其原因在于制作过程中、安装过程中没有采用正确的方法，导致GIS设备内部存在放电，在某些突出物存在导体表面，也会出现局部放电的发生。还易引起电晕放电。尽管在稳定的状态下没有绝缘击穿情况的发生，若是在冲击电压的状态下，将会导致绝缘击穿的发生，上述问题的存在，均会引起GIS设备局部放电^[3]。

当下，特高频局部放电监测包括了GIS设备内置型传感和外置型两种采集方式。因为特高频信号本身无法穿透GIS气室外壁，前者的方式具体是通过将传感器安置在设备内部，传感器会检测到特高频信号并将其转换为电信号由外部设备进行检测从。在正常情况下，传感器作为特高频天线，形状为盘形。但需明确的是，传感器表面和外部内壁都需保持平齐，降低对设备内部电场的影响。并且，GIS设备的金属外壳能屏蔽其他以外的信号，适用于GIS设备的的监测与诊断。同时也存在某些因素在该过程中出现影响。包括GIS内空间有限，若在内部应用导体材料，将会影响电场分布。GIS设备外型传感采集方式，是前一种方式的弥补，通过长时间的深入研究，该方式也不断被优化和完善，从而衍生出GIS设备外型传感采集方式。GIS设备中，每个间隔的连接位置都采用了盆式绝缘子，这种绝缘材料能保证电磁波引号经过缝隙传递^[4]。和内型传感采集存在明显区别，GIS设备外型传感采集方式所捕捉的信号衰竭速度更快，在灵敏度方面，会受到限制。

另外，超声波局部放电监测应用在GIS设备监测中往往采用接触式的超声波传感器，对于SF6气体绝缘电力设备检测带宽在20KHz-80KHz之间。当局部放电发生时，部分低频超声波信号会穿透GIS设备壳体，传递至设备外部并由吸附在壳体表面的超声波传感器进行检测。接触式超声波传感器采用压电陶瓷结构，可以感应超声波传递时设备壳体的轻微震动，并转换为电压信号由检测设备采集处理。超声波信号优点在于传递过程中为机械能震动，在穿透介质时极易衰减，可用于对GIS设备内部局放信号进行定位。

在输电和变电方面，均有气体绝缘开关的应用，可以将变压器之外的设备实施优化，形成有机整体，应用SF6气体作为绝缘介质。因为GIS内部电场对绝缘材料的质量存在更高的要求，若绝缘方面存在问题，击穿情况的发生风险将会大幅上升。GIS设备和常规电气设备存在明显区别，结合实际维修情况分析，若GIS设备存在障碍，将会对更大的范围造成影响，最终造成不良后果，且大大增加了维修难度和维修时间

^[5]。结合实际情况分析，GIS内部故障的发生主要和绝缘具有密切联系。在各地运行数据中，GIS设备故障中，绝大多数都是绝缘问题所导致的。由此提示，绝缘在GIS设备中十分关键，但是往往在加工制作、生产的流程当中，在各种因素的影响下，出现表面刮痧情况，促使导电颗粒被隐藏当中。在设备使用的过程中，这些问题将会引发大范围局部放电，最终引起设备的障碍。在局部放电方面，能够明确绝缘的状态，经过对各种问题反向查找，便可以明确设备制造和安装中所存在的问题，并且通过监测可了解绝缘故障的位置和程度，因此对GIS设备局部放电现象进行监测和排除更为关键，能保证设备的正常运行。

3. 监测步骤和效果

GIS设备的局部放电监测分为多个步骤，对运行状态下的GIS设备，第一步需要找到其盆式绝缘子的浇筑口安装特高频传感器或是通过设备预留的特高频内置传感器，连接到后端设备。第二步安装接触式超声波传感器，安装位置需要结合实际情况并按照超声波传感器阵列方向进行调整，保证监测的范围能GIS结构复杂的部位。第三步，经过重症监护装置收集GIS设备中的局部放电信号，经过电路板的处理后传递至监控中心加以分析和判断。因为GIS是一种密封容器，不会对其他广谱造成影响，可以针对性的监测放电情况，以直观的方式呈现，但需要注意的是，以上的操作都是在保证GIS设备可以正常运行的情况下，不会对电磁场造成影响，就能对GIS设备局部放电实施监测^[6]。

4. 结语

总体来说，重症监护局部放电监测技术能对GIS设备进行全面监测，在设备监测和试验中发挥了重要作用。结合相关资料显示，针对电网GIS设备局部放电而言，信号一般较小。在针对信号较大的GIS设备，有关人员应当加强设备的监测，结合实际情况，进行GIS局部放电定位，保证设备稳定、安全的运行^[7]。因为GIS设备中的部件较多，各类部件中都存在手孔，因为GIS具有理想的密封性，不会对其他广谱造成影响。当设备发生内部故障或警告时，应对故障发生的位置实施定位和修正，提高故障检修的效率，节省人力物力的投入。

参考文献

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[2]王克胜,赵彦平,原帅,蔡新景,段星辉,张慧军.基于电场计算及模态分析的220kV GIS盆式绝缘子裂纹缺陷检测方法研究[J].电网与清洁能源,2021,37(08):32-38+47.

[3]滕昊,蓝海文,杨帆.结合设备多源状态数据的GIS设备局放带电测试异常的分析与处理[J].电气应用,2021,40(08):30-35.

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[5]张会杰,刘建军,何佳.126kV GIS盆式绝缘子局部放电特性的研究与工程应用[J].自动化应用,2021(04):155-158.