GIS局部放电在线检测技术分析
摘要：随着我国电力工业建设的突飞猛进,现代电力系统正向着大电网、大机组、超高压及大容量的方向发展,封闭式气体绝缘变电站（简称GIS）以其运行可靠、占地面积小、不受外界环境的影响及检修周期长等优点得到了日益广泛的应用。本文评述了气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS）中局部放电的各种检测技术的原理特点、优缺点和适用范围等,通过分析比较,认为超高频法在GIS局部放电的在线检测中具有很好的发展前景。
关键词：GIS 局部放电在线监测
1、引言
GIS因其结构小巧,集成化程度高,大量减少了用地面积,符合了节约型经济发展模式的要求,已成为高压开关设备发展的主方向。GIS内部的局部放电是造成绝缘劣化的主要原因。通过对GIS局部放电在线监测,可以监测到GIS的绝缘状况,预先发现GIS内部存在的绝缘缺陷,避免绝缘事故的发生。因此,开展GIS在线监测技术的研究具有越来越重要的意义。GIS的局部放电检测技术主要有:超声波检测法、化学检测法、脉冲电流法、超高频法等。下面将对上述方法的原理特点、优缺点和适用性进行分析。
2、GIS局部放电
局部放电是指发生在电极之间非贯通性放电。初始时放电是非常微弱的,一般不会影响绝缘能力,但是如果这种放电长时间持续存在,就会逐渐导致绝缘劣化,使得绝缘介电性能降低,最后整个绝缘都会被击穿。GIS局部放电类型主要分为:一是固体绝缘内部局部缺陷放电;二是尖端放电;三是浮电位放电;四是沿面污秽放电。
局部放电是GIS绝缘劣化的征兆和体现,也是造成绝缘进一步劣化的原因,是表征GIS绝缘性能的一个重要参数。国际大电网会议CIGRE调查表明,50％以上的GIS故障是可预先发现的。因此对GIS进行局部放电在线检测,了解其局部放电情况,能够及早发现绝缘缺陷,及时检修,尽量避免事故的发生,GIS局部放电在线检测对GIS的稳定可靠运行具有重要意义。
3、GIS局部放电在线监测方法
3.1 化学法
在GIS内部电弧放电的作用下,部分SF6气体会发生分解,SOF2和SO2F2为两个重要的中间分解物,根据SOF2和SO2F2浓度,可以判断GIS内部放电状况的严重程度。其优点为检测结果不受外界电磁干扰的影响。
化学法存在的问题是:试验统计分析表明,对自由微粒引起的局部放电测量效果差;GIS中的吸附剂和干燥剂可能会严重影响化学方法测量的准确性;短脉冲放电不一定能够产生足够的分解物;一次试验需要做多种分解物的气相色谱试验和红外谱图分析;断路器动作时产生的电弧亦会影响测量。
3.2 超声波法
GIS局部放电会产生声波,包括纵波、横波和表面波。在腔体外壁中传播的声波除纵波外还有横波,因此采用超声波传感器接收局部放电产生的振动信号,也能达到检测GIS内部局部放电的目的。
由局部放电产生的声波和金属屑撞击外壳引起机械振动的频率,在数千赫兹和数十千赫兹之间,为去除其他的声源干扰,超声波测量局部放电的仪器主频带多