GIS设备综合检测技术的应用

GIS设备综合检测技术的应用

张灏

张灏

（国网宁夏电力公司银川供电公司750011）

导语：GIS设备是指全封闭母线设备，因其具有占地面积小、维护量少等优点在电网系统被广泛使用，同时其全封闭性也是一把双刃剑，制约了常规的巡视、技术检测手段的实施，不利于缺陷、故障的发现。近年来随着超声波局放、超高频局放、SF6气体检测技术的推广应用，给设备运行监测提供了新的途径。

1.GIS检测技术简介

1.1.超高频局放检测技术

超高频局放检测技术是目前国际上对GIS类设备普遍采用的状态检测技术，检测仪器主要由超高频传感器、高速数据采集单元、分析诊断软件三部分组成。超高频传感器负责收集由局部放电脉冲激发并能透过绝缘介质向外传播的超高频电磁波信号，并将该信号转换成可以通过高速数据采集单元进行采集的电信号；高速数据采集单元负责将传感器收集并转换后的电信号变成数字信号存储到计算机中；分析诊断软件利用自带的且能够不断学习扩充的谱图库对存储的数字信号进行分析诊断，评价局放类型和严重程度。

1.2.超声波局放检测技术

超声波局放检测技术主要适用于空气中的放电检测。声的干扰主要是机械振动和电磁振动，其频率一般小于10kHz，而空气中的放电频率非常丰富，一般高于10kHz。超声波检测主要采用20kHz以上频带，可不受外部噪声的干扰。当在被测设备外壳的接缝处进行测量时，由于探头完全置于设备体外，放电信号通过绝缘介质衰减很严重，灵敏度较差、定量分析比较困难，但对局放初测及比较严重的空气中的放电比较有效。

1.3.SF6气体检测技术

SF6气体是GIS设备内充斥的绝缘介质，其成分、含量能较为准确的反映出设备内部的绝缘状态。SF6气体检测技术是对气体纯度、湿度、有害成分和泄露等进行检测。

多种监测手段的综合应用不仅给设备检测提供了更多的途径，更为缺陷、故障的判断提供了相互印证的依据，使试验的结果更加准确，监测的效果更加突出。

2.GIS监测技术检测实例简介

对其属126kV～252kVGIS进行超声波（AE）局部放电普测及SF6气体成分检测工作，发现一起电流互感器内部放电缺陷及多起气体纯度不足及突发水分超标缺陷，避免了事故的发生。

2.1.初步检测

在对SF6气体成份、微水、纯度检测时发现某变110kV电压互感器SF6气体成份、含水量超标。根据该情况，随后对其110kVII母电压互感器超声波及超高频局放检测，测试采用超声波（AE）局部放电检测技术结合超高频局部放电（UHF）带电检测技术对放电缺陷进行监测，发现设备存在较高能量放电。

2.2.SF6分解产物检测结果

110kV电压互感器SF6气体成分中SO2+SOF2组分超过注意值，同时H2S、HF含量超过仪器上限值无法显示，CO含量接近标准上限，湿度及纯度也超标。

2.3.超声波机超高频局放检测结果

超声波局放图谱显示双分频含量比单分频含量大，可能为设备内部松动及振动造成，根据相位图特征，得知该互感器内部可能存在悬浮放电。

2.3.分析结论

根据SF6气体分解产物成分分析，该设备内部SF6气体SO2、H2S、HF含量较高，应为导电金属对地放电造成，同时气体组分中CO的含量较高，标明可能存在互感器匝层间短路的情况。

从超高频局放测试结果来看以系统B相电压为基准同步，测试结果中双分频含量远高于单分频含量，显示为悬浮放电。结合超声波局放测试结果，确定互感器内部存在悬浮放电，峰值约为0.02-0.03mV，由于超高频测试以系统B相电压为基准同步，确定放电点在互感器B相内部存在放电，根据互感器内部结果判定放电由互感器B相铁心悬浮或多点接地造成。

后经专家论证，确定该缺陷为悬浮放电缺陷，悬浮放电可能为铁芯多点接地，并且接地点不稳定。

2.4.解体检查结果

根据检测结果将设备更换后解体检查，发现B相互感器铁芯有明显的烧灼碳化痕迹，电压互感器内部防腐漆已被熏黑。

现场解体结果与试验数据相互印证，检查结果与试验判断结果基本一致，互感器内部存在放电情况，电压互感器绝缘受损。

设备的放电电确定为PT的铁心，放电现象明显与实验数据吻合。

设备的放电位置与PT的充气孔位置基本水平，B、C相现象明显，A相（04年故障后更换设备）也有发生放电的迹象

设备检查结果发现出现绝缘降低的位置均在电压互感器气体连接部位，即充气口位置，据此判断电压互感器在运行过程中此处应为气体流动的死点，易积累水分及微小的杂物，进而造成互感器的铁心部分绝缘下降，在长期运行后容易出现匝间绝缘下降。同时由于分子筛使用时间较长，其内部稀释水分达到饱和后也会出现不同程度的析出，造成内部水分出现异常。

3.结束语

利用SF6气体成分测试及超声波、超高频局放相结合的方法，能够有效地检测GIS设备内部出现的故障，三种检测方法相互印证、比对使试验结果更为准确，且三种测试方法均为带电测试，实施较为简单，限制条件较少。

同时，此三种方法也有一定的局限性，超声波局放测试精度较低，受背景环境噪声影响较明显；超高频局放测试不能对含有金属屏蔽的GIS设备绝缘子进行测试；而SF6成分测试的气体组分测试精度还有待提高，尽管如此此三种方法作为目前对于GIS设备不停电检测的主要手段来说还是比较成熟的，三种方法共同使用对于设备的故障判断、故障定位还是较为准确的，是值得推广的技术检测方法！

作者简介

张灏，男，职称，工程师，研究方向电网运维与检修，带电检测与在线监测，单位：国网银川供电公司。