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带电检测技术在GIS缺陷检测中的应用王润莲

发表时间：2020/12/18 来源：《基层建设》2020年第24期作者：王润莲

[导读] 摘要：目前，电力行业正处于快速发展阶段，为了更好地保证电力系统运行的可靠性和稳定性，对电力设备的安全性要求也越来越高。

        国网山西省电力公司技能培训中心山西省临汾市 041000
        摘要：目前，电力行业正处于快速发展阶段，为了更好地保证电力系统运行的可靠性和稳定性，对电力设备的安全性要求也越来越高。GIS（以SF6为绝缘介质的气体绝缘金属封闭开关设备）集成了变电站内除变压器外的电气设备，与传统变电站相比，它具有结构紧凑、占地面积小、对外界环境的负面影响小等优点。它可以获得更高的性能、更长的维护周期和更高的经济效益。对于GIS设备来说，安全检测是非常重要的。
        关键词：带电检测技术；GIS缺陷检测；应用
        1.GIS设备的特征
        相对比于传统的变电设备，目前GIS设备的结构普遍较小，占比面积较少。一般而言，户外GIS设备节省的占地面积超过40%，户内GIS设备节省的占地面积为60%～70%，而且GIS设备的安装较为简便、维护便利、安全系数高、运行平稳，不需要如传统变电设备进行设备检修。即便外部环境处于不利状态，GIS设备也能实现安全运行，由于GIS设备具有上述优势，所以其适用性也较强，被普遍应用于各行各业中。如电网GIS平台，推进了电网信息系统一体化趋势。
        2.GIS设备缺陷带电检测技术
        带电检测技能能够完成GIS设备的无停电检测，并能精确定位缺点。同时，能及时宣布预警，协助工作人员及时进行保护，然后保护电力系统的正常运转。带电线路检测技能有很多种，能够依据不同的缺点选择进行精确定位。GIS具有占地面积小、设备配置灵活、保护费用相对较低、安全性高等长处。但是，在装置过程中，介质的走漏可能会引起安全问题。GIS设备缺点，会在外壳内构成必定电流，使地线上产生高频放电脉冲。部分放电还会导致气体压力迅速升高，在GIS设备中构成纵波和超声波。从近年来国内外的研讨来看，GIS设备缺点检测首要包含以下几种办法。
        2.1化学法
        在GIS设备中，一些SF6气体会在电弧放电声中分化。首要降解产品为SOF2和SO2F2。依据这两种分化产品的浓度差异，能够直接、精确地判别GSI设备是否排放及严峻程度。该办法的长处是检测成果不受外界电磁场的影响。化学法虽然能够检测部分放电，但也存在一些缺乏，如短脉冲放电不能构成足够的分化产品，导致判别成果不精确，SF6气体走漏会影响检测成果。
        2.2超声波法
        GIS设备内部缺点会产生声波，首要是横波、纵波和表面波。在空腔外壁传达的声波除了纵波外，还包含横波。超声波传感器能够接收缺点构成的振荡信号，也能够完成对GIS设备内部缺点的检测，因为缺点的声波和金属的碰击会表现出不同的机械频率。超声波法的长处是检测成果不受电气因素的影响，但缺点是现场其他声源较多，检测精度和可靠性相对较低。
        2.3红外成像检测技能
        任何物体都会因为自身的分子运动不断向外界辐射红外热能，在物体表面构成必定的温度场环境，即热图画。红外探测技能的原理是对设备表面的红外辐射能量进行检测和剖析，然后完成对设备故障的判别，精确判别哪些设备有故障。
        2.4特高频检测法
        GIS设备在运转过程中充满高压SF6气体，绝缘强度和击穿强度较高。当缺点存在于小范围内时，气体击穿过程将非常快，然后构成一个相对峻峭的脉冲电流。在信号频谱剖析中，能够发现频率能够高达千兆赫兹。

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同时，脉冲将超高频电磁波辐射到周围区域，并经过GIS设备腔体结构的同轴结构传达。使用同轴波导的原理，能够完成超高频信号的检测。在GIS中，非导体波的振幅在GIS波传达过程中会逐渐减小，即电磁波在设备中的衰减。这种衰减比信号在绝缘体方位反射引起的能量损失要低。有研讨发现，1GHz电磁波在0.5m直径GIS设备中的传达失效率仅为5dB/km，因而在波导理论中不能考虑衰减问题。
        GIS的UHF检测有以下几种搅扰方式：移动通讯和雷达无线电；变电站架空线路尖端放电；变电站高压环境中的浮体放电；照明、风机等用电设备接触不良引起的放电；由开关操作。搅扰按捺的办法首要有：滤波，关于变电站常见的电晕放电搅扰（首要是200兆赫以下频段的搅扰信号）和移动通讯能够经过滤波得到有效的按捺；关于屏蔽，搅扰信号首要来自GIS外部，并屏蔽盘形绝缘子的法兰能够减少对内置传感器的搅扰；关于外部传感器，还需求增加盆式绝缘子非耦合区的屏蔽，以减少外界搅扰的影响
        实践证明，超高频检测具有检测灵敏度高、抗搅扰才能强的特色，适用于发电厂、变电站GIS部分放电丈量。而现在国内外GIS设备中存在的一些技能缺点也比较突出，其中UHF现场检测的技能缺点也比较突出，可用于长时间检测项目。但国内大部分厂家不具备这一条件，一般选用超高频传感器，在没有良好的屏蔽办法的情况下，检测成果会受到外界环境的影响，不利于长时间固定检测；缺点的方位不同，放电类型和放电容量也各不相同，用UHF能否精确判别内部放电方式是关键问题；许多研讨发现，现在UHF模式不能确定GIS设备内部的放电量，而放电容量是衡量设备绝缘损坏是否严峻的首要标准，需求解决。
        2.5无线电搅扰电压技能
        在正常情况下，电晕放电会产生电磁波，在电压表检测中会受到无线电搅扰。因而，技能人员在检测电气设备部分放电时，能够使用这一特性来进步检测的精确性、科学性和有效性。国外仍选用无线电搅扰电压表检测设备的部分放电，而我国广泛选用射频传感器检测部分放电。Riv法不只能够定性地检测部分放电现象，并且能够经过判别电磁信号的强度来检测长电缆的部分放电方位。
        2.6特高频部分放电检测技能
        超高频部分放电检测技能能够确保GIS初始部分放电脉冲检测的有效性。该仪器具有较强的频带降噪技能。使用这两种功用能够大大下降噪声对放电检测的负面影响，然后确保和进步整个设备监测数据的精确性，同时也能最大极限地再现部分放电脉冲。技能人员在使用该技能时，依据频带宽度可分为超高频窄带检测和宽带检测。两者的中心频率相差很大。UHF宽带检测技能因为具有降噪、掩盖信息量大等长处，得到了广泛的使用。
        结论
        在GIS设备运行过程中，必须高度重视带电检测系统的应用，及时识别放电类型以及可能导致的故障问题，准确判断故障部位，以及时进行预防，从而提高GIS设备的可靠性。
        参考文献：
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