Page 36 - 电力与能源2021年第八期

4 0 2 范丽君, 等: 一起 110kV GIS设备局部放电检测定位及解体实例

1 GIS带电检测技术

局部放电是局部电场畸变、 场强集中导致的
一种脉冲放电。绝缘体中的持续性局部放电会造
成绝缘的劣化甚至击穿, 如图 1 所示。 GIS 内部
放电类型包括自由金属颗粒放电; 金属上的凸起
导致的电晕放电; 金属部件松动导致的悬浮电位
放电; 盆式绝缘子上的颗粒、 划痕导致的沿面放
电; 绝 缘 部 件 内 部 气 隙 沿 面 放 电 或 空 穴 放 电。
GIS 是金属全密封结构, 常用的带电检测法包括
UHF 检测法、 超声波检测法 [ 5-9 ] 。

图 1 绝缘局部放电发展过程
对于 UHF 检测法, 传感器放置在盆式绝缘
图 2 GIS设备结构图
子的浇注孔上, GIS 设备的金属外壳形成了天然
屏蔽, 可免受外界手机信号等干扰, 因此检测灵敏
度高; GIS 的母线筒结构类似于同轴电缆, UHF
信号传 播 远 而 衰 减 少, 因 此 检 测 效 率 高; 根 据
UHF 检 测 信 号 的 频 谱 特 征, 可 进 行 故 障 类 型
诊断 [ 2 ] 。
超声波信号在 SF 6 气体中的传输距离较短,
因此检测 GIS 设备内部信号不易受到外来局放
信号的干扰, 检测灵敏度高; 声音的传播速度比电 图 3 UHF 检测图谱
磁波慢 很 多, 时 间 差 更 容 易 测 量, 定 位 也 更 加 波检测, 把 UHF 传感器固定在 GIS 上离故障点
准确 [ 10-15 ] 。 最近的浇注口, 如图 4 所示。移动超声波传感器,
观察示波器显示的二者信号传输时差。当二者传
2 检测数据分析与缺陷定位
输时差最小时, 可认为超声波传感器最接近放电
2.1 现场情况 源位置。此时, 放电源位置可计算获得:
某110kV 变电站于 2016 年投运, 2017 年检 S =v×Δt ( 1 )
修处理后正常投运, 检修后一个月内进行带电检 式中 S ———放电源距离超声波传感器的距离;
测时发现 GIS 存在 UHF 异常信号。 Δt ———最小传输时差; v ———超声波传输速度。
GIS 设备结构如图 2 所示。经定位, 信号来 根据声 波 在 环 氧 树 脂 中 的 传 播 速 度 ( 纵 波
源于某间隔电缆仓内, UHF 图谱呈现出典型的 2600m / s 、 横波 1100m / s ), 超声波在固态中传
悬浮放电特征, 如图 3 所示。经过长期、 连续的跟 播以横波为主的特性, 时差 184 μ s ( 见图 5 )。按
踪检测, 发 现 信 号 时 有 时 无, 呈 现 出 较 强 的 间 照横波计算放电源位置, 距离红色超声波传感器
歇性。 202 mm , 按 照 纵 波 计 算 放 电 源 距 离 传 感 器
2.2 声电联合法定位 478mm 。
UHF 信号的 传 输 速 度 接 近 光 速, 远 大 于 超 根据图 5 的测试结果分析, 放电源距离超声
声波速度。在故障点附近同时进行 UHF 和超声 波传感器的距离为 202~478mm ; 对照电缆终端