特高频局放检测技术在GIS上的应用

特高频局放检测技术在GIS上的应用

张立武朱秉权孟祥柱张弦弦

（国网辽宁葫芦岛供电公司辽宁125000）

摘要：特高频和超声波法两种带电检测技术可以有效发现GIS内部潜伏性缺陷，提高缺陷诊出率，并可根据特高频和超声波实现缺陷定位，为GIS检修提供重要参考。目前特高频和超声波法已经普遍应用于GIS局部放电检测中，也是近年来电力设备状态检测领域研究的重点。

关键词：局部放电；特高频；超声波；应用实例

1GIS局部放电检测原理

1.1特高频局放检测原理

局部放电检测特高频（检测UHF）基本原理，是通过特高频传感器对电力设备中局部放电产生时的特高频电磁波（300MHz≤f≤3GHz）信号进行检测，从而获得局部放电的相关信息，判断设备局部放电情况，实现局部放电监测。由于现场存在大量的电气干扰，主要集中在200MHz以下频率，而特高频法有效的避开了现场的干扰信号，具有较强的干扰能力。

1.2超声波局放检测原理

GIS内部产生局部放电时分子间剧烈碰撞并宏观上瞬间形成一种压力，产生超声波脉冲，由于超声波的波长较短，因此它的方向性较强，从而它能量比较集中。超声波法（AE又称声发射法）通过安装在设备腔体外壁上超声波传感器来接收这些声信号，进而通过对声信号的进行分析判断可以诊断出设备内部是否发生了局部放电，并且能够对放电缺陷产生的部位进行定位。

2应用实例分析

对某220kv变电站GIS进行局部放电检测时，发现220kvGIS02电流互感器C相有异常局放信号。

2.1特高频局部放电检测情况

采用特高频局放测试仪检测时，在02电流互感器C相右侧的盆式绝缘子处测得异常信号，其单周期数据显示如图1所示。

图1单周期数据显示

由图1可以看出，局部放电信号的幅值很大（满量程），而且幅值和相位都很稳定，相位分布在过零点附近，呈现出局部放电悬浮放电的典型图谱。同时峰值检测也呈现典型悬浮放电图谱。峰值检测数据显示如图2所示。

图2峰值检测数据显示

图2中可以看出，放电信号集中分布在过零点附近，且幅值很大，和PRPD（分阶段的局部放电相位谱图）检测数据一致，测量结果如图3所示。

图3PRPD检测数据显示图

由图1-3测量结果可知，02电流互感器C相右侧的盆式绝缘子处测量的特高频异常信号最大，幅值已满量程。单周期数据显示、峰值检测数据显示和PRPD图显示结果非常一致，局部放电信号在过零点附近，幅值很高，相位和幅值都很稳定，属于典型悬浮放电的特征。

2.2超声波局部放电检测情况

采用超声波局放测量仪对02电流互感器进行了测量，具体测量位置如图4所示。测量时每个点的测量结果如表1所示。

图4超声波局放检测的位置示意图

由表1可以看出，02电流互感器C相测量点4和测量点8的有效值和峰值相对较大，峰值高达2500mV。测量点1-8的幅值与相位的关系图谱相似，只是幅值不同，说明是同一种类型的放电，和特高频的测量结果一致。

表1超声波局放测量结果

由测量结果可看到，02电流互感器C相上的测量点2、3、4、7、8对应电信号的有效值、峰值、与100Hz的相关性以及峰值系数（与100Hz的相关性除以与50Hz的相关性）均很大，且测量时峰值较稳定，幅值相位图呈现悬浮电位放电的典型特征。而02电流互感器C相附近区域的测量点1、5、6的信号，明显弱于02电流互感器C相上测量点4、7和8的信号，据此分析，局部放电的信号源在02电流互感器C相靠近盆式绝缘子附近。

2.3综合分析判断

通过采用特高频、超声波2种方法，均检测到02电流互感器C相靠盆式绝缘子附近有明显异常信号，且识别的放电模式一致，特高频和超声波测量均呈现典型悬浮放电的图谱。由此判断02电流互感器C相内部可能存在部件松动，并附带机械振动，造成内部的悬浮电位放电。

2.4现场解体检查

解体检查发现，02电流互感器C相的屏蔽筒和筒壁紧固螺栓松动，02电流互感器C相内有大量SF6分解粉末（靠断路器侧较多），屏蔽筒（靠断路器侧）有块区域内凹，且内凹区域呈现黑色，屏蔽筒（靠断路器侧）有放电痕迹。屏蔽筒的固定方式为靠隔离开关侧单端固定，通过6个带绝缘垫的螺栓（不能固定电位）纵向固定4个金属紧固螺栓（同时起固定电位的作用）横向固定。通过解体检查发现，4个金属紧固螺栓均有松动，而对侧无螺栓或其它方式对屏蔽筒（靠断路器侧）进行机械固定和电位固定。在运行过程中，电流互感器存在电磁振动，导致屏蔽筒与筒壁之间的紧固螺栓松动，屏蔽筒电位无法固定，形成悬浮电位放电，同时造成SF6气体分解。

3结论

对GIS设备开展局部放电检测是判断GIS设备内部是否存在缺陷隐患的有效方法和途径。特高频局放测量灵敏度相对较高，超声波局放测量法抗电磁干扰能力较强，两种方法相互配合，综合分析诊断，可以发挥各自的优点，保证局放检测的有效性和可靠性。

参考文献：

[1]陈明辉．带电检测技术在电网设备中的实践探究[J]．信息通信，2014，12：266~267．

[2]UHF法在GIS局放现场检测中的故障识别[J].纪巍，王琪，左秀江，胡全义，党乐.内蒙古电力技术.2016（02）