王斌
（国网山东省电力公司检修公司 山东省济南市 250118）
摘要：现阶段，我国的综合国力的发展迅速，当前电力行业正处于快速发展阶段，为了更好地保障电力系统运行的可靠性与稳定性，对电力设备安全性的要求也越来越高。GIS（SF6作为绝缘介质的气体绝缘金属封闭式开关设备），将变电站中除了变压器之外的电气设备进行一体化融合，和常规的变电站相比结构更紧凑，占地面积小，同时也减轻了对外界环境的负面影响，可实现更高性能、更长检修周期以及更高经济效益的运行。对于GIS设备，安全性检测至关重要。为此，本文探讨带电检测技术在GIS缺陷检测中的应用。
关键词：带电检测技术；GIS缺陷检测；应用
引言
GIS设备相较于其他设备存在许多优势，因此在20世纪中叶就已经得到了广泛的运用，但由于其专业性较高，因此其存在的缺陷也需要使用十分专业的解决方法。由于人们对GIS设备检修的概念还比较陌生，因此需要本篇文章将从界定带电检测技术以及GIS缺陷的概念入手，介绍缺陷的三种类型，最后分析四种带电检测方法，希望能够帮助专业的工作人员在进行工作时能够快速决定使用怎样的检测方法，减少设备磨损以及事故发生的可能性。
1 GIS设备
GIS是将以往变电站中除了变压器以外的设备，如隔离开关、接地开关、断路器、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线以及出线套管等全部封装到接地的金属外壳当中，壳内主要以0.3～0.4MPa的SF6气体作为绝缘与灭弧的介质，GIS在城市电网中的应用比较广泛，目前国外建设的GIS与常规变电站之比约为1:6。GIS的安全运行对整个电力系统的稳定性有着决定性影响，发生任何故障都有可能导致局部甚至整个地区停电。GIS为大型封闭性结构，停电检修不仅需要投入大量的人力资源、物力资源，还需要较高的维修成本与较长的维修时间。因此，在GIS发生故障之前准确地发现其内部的缺陷并及时处理非常重要。当前对于GIS的检测与试验方式非常多，例如出厂之前的检验、安装之后的试验以及运行之后的检验、气体实验等。GIS投入运行之前的检验方式比较成熟，但是投入使用之后的检验技术并不成熟，仍然存在改进空间。缺陷属于GIS内部绝缘遭受损害的主要预先性因素，发生的原因主要有：浇筑的绝缘内部存在杂质或空洞；绝缘表面或金属表面存在突起或尖端；安装不规范或开关分合效果较差导致颗粒状或丝状的金属微粒存在，附着在绝缘表面，金属微粒在电力影响下不断跳跃从而造成缺陷；金属屏蔽的固定位置接触不良；触头接触不良导致缺陷。缺陷对于GIS设备而言属于高度危险因素，一旦发生轻微的放电，如果不及时排查问题会导致严重的绝缘问题，从而引发严重后果。因此，GIS设备缺陷带电检测技术的应用非常重要。
2 GIS缺陷类型
2.1 SF6气体泄漏
实际上GIS设备也被称为六氟化硫气体绝缘全封闭配电装置，由此可见SF6气体对于该设备的正常运转起着关键性的作用，一旦六氟化硫气体发生泄露现象，就对造成整个设备乃至整个系统造成不可挽回的损失。造成该问题产生的原因主要有制造GIS设备的材料质量没有达到标准、设备加工过程不够精密以及在安装设备时技术人员操作不够恰当的原因造成的；除此之外，还有可能是设备中的密闭材料在长期使用的过程中逐渐老化，出现裂缝，造成六氟化硫气体的泄露。为了有效解决气体泄漏的问题就需要制造设备的企业在制造过程中重视材料的选择以及在安装设备的过程中选择技术能力强的人员进行操作，保证设备正常投入使用。
与此同时，需要展开定期的维护与检查，做好安全管理工作以及风险预防工作，保证设备的长久使用，降低电力系统运行成本的同时满足人们的用电需求。
2.2 GIS设备开关
GIS设备开关可能产生的问题有由于断路器、负荷开关、隔离开关或接地开关等元件在使用过程中因为短路、接触不良的原因而无法正常运行的现象，为了解决该问题，需要维修人员检查设备的工作状态以及线路的使用情况，杜绝该现象的反复出现。
2.3 GIS内部放电
常见的内部放电类型是电晕放电，电晕放电主要是指六氟化硫在不均匀电场中的局部自持放电现象，该现象产生之后又由于设备中有一定的灰尘以及杂质存在，导致设备的绝缘强度大大降低。绝缘性降低所引起的负面作用影响范围较广，除了降低设备的可靠性和安全性以外还会为工作人员增加部分工作负担，因此需要引起重视。造成内部放电的主要问题是人员在进行设备制作时没有将附着于材料上的灰尘完全清除以及在制作时没有确保工作环境的清洁，因此制造企业需要重视这个问题。
3局部放电带电检测技术
3.1特高频局部放电带电检测
GIS设备内部如果出现局部放电现象，可快速进行击穿，且产生的脉冲电流比较陡，其上升时间一般不会超过1ns，可激发出高频电磁波信号，频率均在300MHz以上，最高可达到3000MHz。GIS设备有一个同轴结构，可将其视为波导，同轴结构中的特高频电磁波信号只能进行缓慢地传播，一旦与盆式绝缘子连接在一起，特高频电磁波信号才能向外界进行传播。想要达到局部放电带电检测目的，需利用局部放电过程中激发出来的电磁波，再借助特高频传感器，以此完成电磁波信号的接受，再分析这些电磁波信号，并对缺陷类型加以判断，最后对缺陷进行定位。
3.2超声波局部放电带电检测
GIS设备内部一旦出现放电、振动这两种缺陷，可产生较大的振动或声波，声波的传播形式以球面波为主。一般来说，声波频率为20～100kHz，叫做超声波，利用壳体可加快超声波信号的传播速度。超声波局部放电带电检测，是指在GIS壳体上放置一个压敏传感器，用它来接收壳体所发出的超声波信号，通过分析判断声波信号，可诊断GIS设备有没有存在异常振动缺陷，是否出现局部放电等现象，同时还能对异常振动缺陷、局部放电进行定位。
3.3缺陷定位技术
缺陷定位技术分为两种类型，一种是幅值定位，另一种就是时延定位。一般来说，幅值定位需用到特高频，再加上超声波信号可产生衰减作用，传感器与放电源相距越近的话，可检测到较强的信号。然而，GIS腔体中的特高频信号只能发生缓慢的衰减，可见特高频幅值达不到较高的定位精度，进行缺陷定位时，只能针对某一个气室或间隔。时延定位技术需用到所测信号之间形成的时间差，再乘以被测信号的实际传播速度，以此对放电源、传感器之间的距离进行计算。
结语
为了实现电力系统供电正常，工作人员需要对电力系统中的每一个环节都十分关注，尤其是对设备的检修过程需要时刻关注，杜绝事故发生。若在工作中发现GIS设备存在风险，需要根据实际情况快速决策使用具体的带电检测技术，判断缺陷以及缺陷位置，安排检修，提高其设备的安全性和可靠性。
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