在工程现场,气体绝缘开关设备局部放电带电检测被应用了很多年,已证明其可以较好地为气体绝缘开关设备绝缘故障提供重要的检测技术支撑。根据相关资料的气体绝缘开关设备故障统计情况,发现绝缘故障仍是占最大比例。红相股份有限公司的研究人员刘财明,在年第10期《电气技术》杂志上撰文,从日常应用、实验室研究、在线监测3个方向,对目前气体绝缘开关设备局部放电带电检测的应用现状进行概述;利用西湖电子气体绝缘开关设备模拟试验平台,分别模拟了4种典型放电类型进行特高频和超声波测试对比,并对现场中发现的一例气体绝缘开关设备异常声响进行应用情况介绍;最后对气体绝缘开关设备局部放电带电现场应用进行总结,对未来发展的重点方向进行展望。随着经济不断发展,电网规模不断发展扩大,气体绝缘开关设备(gasinsulatedswitchgear,GIS)数量也在不断增加。GIS一旦存在绝缘缺陷就极容易造成停电事故,且GIS停电检修程序复杂、耗时相对久、检修费用高。据资料报道,年4月10日广东深圳某kV变电站的GIS绝缘故障造成多个行政区大范围停电。国际大电网会议CIGRE调查表明,50%以上的GIS故障是可提前发现的,即可以通过多种方式进行带电检测,提前预判。1GIS绝缘故障根据中国电力科学研究院《国家电网公司年开关设备运行情况及近十年GIS故障专题分析》资料显示,截止年底,国家电网GIS组合电器间隔发生缺陷间隔次,其中危急和严重缺陷包括SF6成分异常、SF6低压力报警及闭锁、断路器操动机构异常、湿度超标等。资料显示年GIS故障跳闸14次,故障率为0.次/(百间隔年),其中内绝缘击穿故障占12间隔次,比例高达85.7%;同时,资料按近10年故障产生的本质原因统计,发现GIS气室内异物导致的故障次数最多、故障影响最大,占了29.0%;盆式绝缘子等绝缘件问题占了21.9%。通过以上的资料数据得出,绝缘问题是导致GIS故障的最大潜在因素,提前发现绝缘缺陷后采取可靠措施可有效避免发生设备故障。2GIS局部放电带电检测应用现状概述GIS内部产生局部放电过程中会伴随一系列物理和化学现象,包括声、电、光、热、气体分解等,根据这些不同的物理或化学现象可以采用不同的检测技术来检测GIS内部的局部放电情况。特高频(ultrahighfrequency,UHF)检测技术可以检测GIS气室内是否有局部放电产生的特高频信号,IEC-也推荐特高频检测可以作为GIS局部放电的检测方法,对于UHF现场灵敏度的校验CIGRETF15/33.03.05则提供一个建议的方法。超声波检测技术可以发现GIS气室内是否有局部放电产生的超声波信号。红外检测技术可以发现是否具有温度变化。气体分析法可以发现内部SF6气体是否有化学反应分解产生的硫化物、氟化物等。目前国内针对GIS的局部放电检验过程中使用的超声波和特高频检测比重均大于80%。可将整个技术应用现状分成以下几点:1)日常应用规范化情况。在国内已基本形成了相关标准和应用导则,包括《国网(运检/3)—国家电网公司变电检测管理规定(试行)》的75份细则、DL/T—《气体绝缘金属封闭开关设备带电超声局部放电检测应用导则》、Q/GDW.1—《气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则第1部分:超声波法》、Q/GDW.2—《气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则第2部分:特高频法》。国网于年发布了带电检测仪器性能检测方案,已组织开展过多批次局部放电测试仪器的检测工作。其中针对超声波发布Q/GDW—《局部放电超声波检测仪技术规范》来替代版。2)实验室研究情况。目前各电科院、生产研发实力较强的厂家均搭建了相关GIS模拟试验平台和GTEM小室平台、超声波测试平台进行设备性能指标的研究。其中GIS模拟试验平台目前常见的有西湖电子生产的GIS模拟装置,但该模拟装置无法保证每次加压产生的局部放电信号的一致性。GTEM小室平台则主要是采用脉冲时域法测试特高频传感器在工作频段内的平均等效高度值的大小(以mm单位进行表征),同时测试仪器的灵敏度、动态范围、模式识别准确性等。超声波测试平台主要测试超声波传感器灵敏度、谐振频率、线性度等,且一般在使用消声室或半消声室的环境下测试效果较佳。3)在线监测应用情况。国家电网目前并未大批量应用GIS局部放电在线监测系统,仅部分kV、kV、kV等的GIS在断路器或母线上安装内置式传感器,而南方电网的广东、贵州、海南均已安装了较多的在线监测系统。主要的行业标准有DL/T.4—和DL/T.4—。针对在线监测装置的考评入网检测,目前各省市均主要参照DL/T.4—要求,测试项目包括传感器频响特性、系统灵敏度、系统动态范围、系统放电类型识别准确率、系统配置有效性验证、抗干扰性能、系统信号同步方式检查、通道有效性检查、通信一致性、电磁兼容(electromagnetic
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