摘要：2006年年初，国家电网公司对各网省公司带电检测装置应用情况进行了调查统计。统计结果表明：华北、华东电网的带电检测装置最多，西北电网的带电检测装置相对较少。在变压器本体、电容型设备、金属氧化物避雷器、开关类设备、GIS设备、综合监测6类带电检测装置中，金属氧化物避雷器带电检测装置应用最多；电容型设备和变压器本体带电检测装置次之。这也从侧面说明金属氧化物避雷器、电容型设备和变压器本体的带电检测技术相对比较成熟。同时，开关类设备、GIS设备的带电检测装置应用较少，是因为开关类设备，特别是断路器的结构区别较大，安装带电检测装置的空间难度和技术难度很大。但随着技术的不断成熟，超声波检测仪、超高频局放检测仪等带电检测设备的应运而出，我国电网设备的故障检测手段将会越来越多。
关键词：GIS；容性设备；带电检测技术
引言
变电站的正常运转，离不开大量运行中的电容设备，各个电容设备相互绝缘各个变电站中设备之间的不同的排列使得他们形成了串联或者并联的电路。电容设备种类较多，一般情况下来讲主要包括了母线PT、套管、电容型变压器、氧化锌避雷器及电流互感器等。变电设备总数的45%左右都属于容性设备，可见其数量之庞大以及在变电设备安全运行的重要地位。有统计数据显示，大多数导致容性设备出现故障的原因一般都是设备绝缘缺陷愈演愈烈不断扩大，从而使容性设备发生了局部放电或者击穿从而产生了问题。所以能否及时发现容性设备绝缘缺陷、将所发现的问题进行解决，对电网安全的保障具有很大意义。
1容性设备相关概述
容性设备是指采用电容屏绝缘结构的电力设备，主要包括电容式套管、电容式电流互感器、电容式电压互感器、耦合电容器等，数量约占变电站设备总数量的40%~50%，其运行状态的好坏直接影响着整个变电站乃至电网的安全运行。容性设备绝缘状态诊断，一直以来都是以预防性试验为主、以在线绝缘诊断为辅，互为补充。但是，预防性试验停电时间长、试验电压低、有效性差，具有一定的盲目性，而在线监测系统安装复杂、校验困难、维护量大、价格昂贵，推广受到限制。相对于在线监测系统，带电检测技术兼具预防性试验和在线监测的优点，近年来得到广泛的应用,但各厂产品质量、性能指标、工艺水平参差不齐。为保证容性设备带电检测装置运行可靠、测量准确，有必要对其性能开展测试评估工作,但如何评估带电检测装置检测的有效性、准确性以及抗干扰性,目前国内尚无相关规范导标准要求。
2容性设备典型故障类型
容性设备通常是指采用电容屏绝缘结构的设备，例如:电容型电流互感器、电容式电压互感器、耦合电容器、电容型套管等，其数量约占变电站电气设备的40%～50%。这些设备均是通过电容分布强制均压的，其绝缘利用系数较高。由于电容型设备结构上的相似性，实际运行时可能发生的故障类型也有很多共同点:1)绝缘缺陷(严重时可能爆炸)，包括设计不周全，局部放电过早发生;2)绝缘受潮，包括顶部等密封不严或开裂，受潮后绝缘性能下降;3)外绝缘放电，爬距不够或脏污情况下会出现沿面放电;4)金属异物放电，制造或维修时残留的导电遗物所引起的的故障。在上述的几种缺陷类型中，绝缘受潮缺陷约占电容型设备缺陷的85%，一旦绝缘受潮往往会引起绝缘介质损耗增加，导致击穿。
3GIS与容性设备带电检测技术
3.1高频局放检测法
高频局放检测技术是指对频率介于3～30MHz区间的局部放电信号进行检测和研究的一种测试方法。高频局部放电测量法的优点是传感器安装方便、安全，适合现场大规模的局部放电巡检，其测量信号带宽较宽，可进行时域和频域的综合分析。缺点是传感器需装于设备外表，会受到其他外界信号的干扰，会造成一定的误判。
3.2超声波信号检测法
超声波信号检测技术是指对频率介于20～200kHz区间的声信号进行检测和研究的一种测试方法。当发生放电时，部分信号会传输到外壳表面上，可通过传感器收集相关信号进行检测。该方法的优点是不受外界电磁干扰的影响，可精确定位放电源。缺点是灵敏度较低，对放电故障类型判断相对困难，难以实现视在放电量的标定。局部放电发展趋势图、相位统计谱图和脉冲序列分布谱图是分析局部放电信号特征的有效方法，也是国内外常用的局部放电信号特征分析方法。
3.2.1局部放电发展趋势图
该方法通过收集的最大和平均放电幅值、放电次数等特征值来绘制平均放电幅值-时间趋势图（Vave-T）、放电次数-时间趋势图（N-T）以及最大放电幅值-时间趋势图（Vmax-T）、图等。
3.2.2局部放电相位统计谱图（PRPD）
局部放电相位统计谱图主要包含放电幅值、次数、相位等相关信息。其相关图谱主要有：
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3）灰度图。该图是反映放电重复频率n、放电量q、放电相位φ三者关系的图谱，将放电重复频率n值的大小转化为灰度值，可以反映出放电量q在一定范围内的局部放电的重复率对相位窗的分布情况。
3.2.3局部放电脉冲序列分布谱图（PRPS）
该图谱记录了局部放电脉冲幅值和时间参数等相关信息，主要有△u分布谱图和△u/△t分布谱图。△u分布谱图是指多个连续工频周期内，通过记录电压u和放电时间t建立相关脉冲序列，并计算连续放电间电压差的分布信息。△u/△t分布谱图是指电压差与放电时间间隔的比值。
3.3超高频局放检测法
超高频局放检测技术是指对频率介于300～3000MHz的局部放电信号进行检测和研究的一种测试方法。由于其信号传输时衰减快，所以被试设备外部的超高频干扰信号频带既比设备内部的局部放电信号窄，其强度又随频率的增加而下降，到达被测设备的超高频分量较少，可避开相当一部分的其他放电脉冲的干扰。超高频法虽然具有一系列优点，但也存在一些缺点，如不能定量分析放电量水平等。
结语
电容型设备因自身密封不良、内部受潮等原因，且长期受到工频电压、电网谐波影响，绝缘状态逐渐劣化，介质损耗逐渐增大，会危及设备的安全运行。依托新型传感器技术和数字信号处理技术发展起来的电容介质损耗在线分析技术进一步完善了高压电气设备状态监测的方式和手段，为电容型设备绝缘状态的带电测试找到新的、切实可行的方法。
参考文献
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