王惠琴 巫祥
国网安徽省电力有限公司检修分公司 安徽合肥 230061
摘要：目前，我国的经济在快速发展，社会在不断进步，人们对于电力的需求在不断加大，在电力设备的绝缘系统中，只有部分区域发生放电，而没有贯穿施加电压的导体之间，即尚未击穿，这种现象称之为局部放电(以下简称“局放”)。它是由局部电场畸变、局部场强集中引起绝缘介质局部范围内的气体放电或击穿所造成的。它可能发生在导体边缘，也可能发生在绝缘体的表面或内部。在绝缘体中的局部放电甚至会腐蚀绝缘材料，并最终导致绝缘击穿。因此，进行局部放电检测，预防绝缘事故的发生，对于维护设备安全和电力系统稳定运行有着十分重要的意义。局部放电是一种脉冲放电，它会在设备内部和周围产生一系列的光、声、电气和机械振动等物理现象和化学变化。这些伴随局部放电而产生的各种物理和化学变化可以检测并反映设备内部的绝缘状态。目前在GIS局部放电检测工作中应用较为广泛的是特高频局部放电检测、超声波局部放电检测、SF6气体分解产物分析等方法，实际检测分析时常采用多种手段联合的方式进行。
关键词：带电检测;局部放电;悬浮电位;特高频;超声波
引言
气体绝缘组合电器（GIS）因占地面积小、绝缘可靠性高、运行维护量小等优点被广泛应用在高压输电领域。由于内部空间极为有限，GIS内部局部放电缺陷容易导致设备故障。GIS严重事故在我国已经发生多起，通过定期对运行中的GIS设备进行带电检测，可及时发现其内部绝缘缺陷，有效避免GIS事故的发生。特高频法作为一种常用的带电检测和在线监测手段，广泛应用于变压器、GIS等设备局部放电故障诊断。本文运用特高频法对一起GIS设备内部局部放电缺陷进行检测定位，并结合设备内部结构对存在的缺陷原因进行分析，为现场GIS设备局部放电带电检测工作提供依据。
1GIS设备超声波局部放电带电测试方法
在GIS设备实际应用工作中，因为系统自身的应用优势和运行特点，受到外界环境的影响并不大，整体运行效果和可靠性较高，但是检修周期相较于其他设备较长，为了保证其运行效果，就要利用更加有效的方式完成带电测试处理，其中，GIS设备超声波局部放电带电测试机制具有一定的应用和推广价值。GIS设备超声波检测机制的工作原理就是有效对GIS腔体予以处理，在其外壁位置设置超声波传感器检测设备，并且能有效对局部放电产生的超声波信号予以管理。需要注意的是，在GIS设备超声波传感器和电力设备进行连接的过程中，和电气回路之间并没有关系，因此且抗电磁干扰能力较强，但是，这种处理方式会受到机械干扰的影响。并且信号的有效范围有限。基于此，相关技术人员在应用GIS设备超声波局部放电带电测试机制的过程中，要结合现场实际情况每间隔0．5～1m就要设置测试点，并且要借助外置式超声传感器，在完善GIS间隔普测的工作基础上避免漏测问题。值得一提的是，GIS设备超声波局部放电带电测试通常会依据局部放电源定位法进行区分，分别为幅值法和时差法。(1)GIS设备超声波幅值法测试，依据的是超声波信号的衰减性质，主要是借助对峰值和有效数值参数的定位完成信息处理，一般而言，距离信号源越是接近整体信号越是微弱。然而，在实际信号传递的过程中因为波源会受到扩散、反射以及热传导等因素的影响，必然会出现衰减，且超声波在差异化介质中的传播效率和衰减强度并不一致，因此，一般就会借助GIS设备超声波幅值法进行初步定位处理。(2)GIS设备超声波时差法测试，这种处理机制主要是依托传感器在实际空间结构中的不同坐标以及传感器时差进行数据定位和分析，最重要的是，要应用联立双曲线方程计算空间坐标。需要注意的是，因为GIS不同气室结构和尺寸有所差异，就会造成传感器空间坐标受到影响，现场应用的效果也会受到制约，需要相关技术人员结合实际情况进行统筹处理。除此之外，若是频率在300MHz～1GHz之间，一般要利用超高频法进行检测，整合UHF传感器优化检测的范围和处理效率。
2局部放电带电检测技术在GIS设备缺陷诊断中的应用
2.1检测数据分析
按照GIS局部放电检测工作开展需求，结合某地区电力检测技术应用需求，将对应的技术应用进行了实践分析。首先，分析检测数据，根据电力企业带电检测中的要求，将检测数据记录，整个检测区域内的数据建立在110KV电压控制上，将上方控制刀闸A附近检测状况进行了分析，同时结合具体的检测技术应用控制需求，将特高频检测法和超声检测法应用进行了汇总.根据所显示的检测数据，再分析各个通道记录检测信号，发现通道3内出现了大量的检测信号，根据信号波动幅度变化，可知检测区域内产生了不同的超声信号。采用这种带电检测技术，必须重点分析全部检测区域内的数据信号，观察每个区域出现的放电现象，确保带电检测的有效性。
2.2故障诊断与处理
综合上述检测结果，该断路器A相断路器气室特高频信号在正负半轴均会出现，具有一定对称性，放电信号幅值大且稳定，放电间隔基本一致，PRPS谱图具有明显的“外八字”特征，超声波信号峰值、有效值明显增大，100Hz相关性大于50Hz相关性，特高频、超声图谱均呈现悬浮电位放电的典型特征。对照断路器气室内部结构确定故障位置为支撑绝缘筒与导体连接处，开盖检测发现A相断路器底部均压环紧固螺栓存在明显松动，造成悬浮电位放电，现场采用螺纹锁紧剂紧固，保证螺栓与均压环可靠牢固接触，设备再次投运后，异常信号消失。
2.3特高频局部放电定位技术
该技术在局部放源的检测中发现特殊信号后同样需要先做好信号源的判断工作，在排除非外界干扰后再进行后续检测，利用检测到的图谱与典型干扰信号图谱进行对比，也可以利用滤波器、屏蔽带等方法监测特殊信号，监测GIS内部是否存在异常放电问题。如果发现GIS盆式绝缘子存在特高频异常信号，需要采用传感器朝外的方向进行检测，检测的信号图谱如果符合喷施绝缘子信号图谱，同时信号源非常强，说明为外部干扰。特高频定位技术应用的过程中技术方式比较多，其中比较常用的为幅值比较、时差以及平分面等方法。其中幅值比较定位法指的是，如果在带电检测过程中发现多个特高频局部放电信号，而且信号最强的位置距离放射源最近。幅值比较法虽然检测的结果最准确，但是受到的限制条件也比较多，如果检测的信号特别强，小距离范围信号的强弱变化情况不明显导致定位的难度会加大。时差定位法局部放射源发出的电磁波信号速度快，可以与光速比肩，而且不同传感器的传播时间和距离本身具有一定的关联性，对放射源的确定可以通过特高频电磁波信号到达的时间和方向进行，或者通过信号与气室两侧传感器达到的时间差等对传感器间的距离和位置进行确定，进而对缺陷进行定位。一般高速数字示波器的带电检测需要通过时差定位进行。
结语
随着状态检修应用研究的逐步深化，GIS设备全寿命周期管理已在系统内广泛开展，预防性停电试验工作有所减少，而且目前的预防性试验项目多为低电压，试验结果不能完全反映设备实际运行电压下的状态，带电检测则恰好弥补了这些不足。随着带电检测技术的日渐成熟，用带电检测及在线监测手段来替代预防性停电试验，使为设备状态评价提供更加准确、全面的信息变得逐渐可行。利用特高频与超声波局放检测技术相结合的方式，能够及时、有效地发现GIS内部潜伏性局放缺陷，并进行精确定位，为检修人员提供可靠的检修依据和数据支撑。
参考文献
［1］国电电网公司运维检修部．电网设备带电检测技术［M］．北京:中国电力出版社，2014:9－18．
［2］刘洪正．高压组合电器［M］．北京:中国电力出版社，2014:194－199．