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带电检测技术在GIS内部局部放电缺陷检测中的应用

作者：李翠

来源：《中国科技纵横》2015年第24期

【摘 要】本文主要阐述了通过带电检测技术测试发现异常后，采用超声波局放检测、特高频局部放电测试、SF6气体微水、组分测试等多种监测手段对异常设备进行综合监测，综合分析。通过多种检测方法综合分析判断，最终确定了放电原因和缺陷部位。同时对带电检测技术的应用提出了几点建议。

【关键词】带电检测 SF6气体微水 局部放电 建议 1 GIS设备带电检测技术分析

目前GIS在线监测技术主要有油色谱在线监测、铁心接地电流在线分析、绕组变形在线分析等。带电检测技术主要有红外热像检测、超声波局放检测、特高频局部放电测试、SF6气体微水、组分测试等。当GIS设备发生局部放电时会产生高频电磁波、超声波、光、热、气体以及新的生成物等。本文论述了使用带电监测采集设备采集在局部放电过程中产生的异常物理量，进行综合分析，判断故障性质及故障点，进而为设备检修提供有效的依据。 2 应用实例分析 2.1 异常概况

2105年06 月21 日，检测人员在对220kV阜东变电站超声波局放检测时发现，220kV乌阜东一线24947 隔离开关 C 相区域超声波局放数据出现异常，该信号幅值较大，信号相位稳定，具有较强的 100Hz相关性，具有明显局部放电特征。在随后进行超高频局部放电测试中，该区域绝缘盆子浇筑孔处及外部空间均检测到明显的特高频局部放电信号。通过波形图谱分析，该放电可能为悬浮放电，通过 G1500 声电联合定位系统，初步确定缺陷位置位于220kV乌阜东一线 24947隔离开关 C相机构区域。 2.2 检测对象

220kV阜东变电站2013年09月投入运行，220kV及110kV设备采用户外GIS设备，设备制造厂：220kV山东泰开，出厂日期：2013年02月；110kV北京北开，出厂日期：2013年1月。检测项目：特高频局部放电测试、超声波局部放电测试、SF6气体微水、组分测试、红外成像测试。测试时变电站运行方式：220kVGIS一次设备接线方式为双母双分段接线，目前共

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有 4条220kV出线及和2台主变间隔。220kV GIS一次设备的盆式绝缘子均带有金属屏蔽，但在出厂时已预留浇筑孔，可进行特高频带电检测。测试过程中设备全部带电运行。 2.3 检测仪器及装置

本次测试采用仪器：DMS特高频局部放电测试仪、AIA-2超声波局部放电测试仪、PDS-T90局部放电测试仪、P630红外成像仪、STP1000+气体综合分析仪、G1500（上海华乘）声电联合局部放电定位仪。 2.4 检测数据

（1）测试人员采用华乘 T90超声波局放测试仪对该区域进行超声波局放测试时发现，乌阜东一线 24947隔离开关C相区域附近出现间歇性超声波局放信号异常，超声波局放测试值远远超出背景测试值。T90测试出该区域超声波信号具有较强的信号幅值，100Hz相关性达到 1.8mV，相位图谱及连续波形均存在异常。（2）随后测试人员采用 AIA-2型局放测试仪对该设备进行局放测试，24947隔离开关C相区域附近存在间歇性异常信号，放电强度较大，幅值达到60mV，100Hz相关性达到3mV。（3）测试人员使用泰普联合 STp1000+及 TP40型 SF6气体综合测试仪对该气室进行微水及分解产物测试， SF6气体测试未发现任何异常。（4）测试人员使用 DMS特高频局放测试仪对24947隔离开关C相进行两侧绝缘盆子处浇筑孔进行特高频测试，均采集到明显的局部放电信号。该 GIS内部存在较强的放电信号，达到黄色强度级别（DMS使用颜色来区分放电强度，黄色为最高）。且在每个正玄周期内存在两簇放电信号，符合悬浮电位放电的特征。（5）T90特高频测试，测试人员使用 T90进行特高频局放测试，在24947隔离开关 C相浇筑孔依然测试到异常信号，幅值达到 68db，且该信号具有明显的相位关系，每周期存在两簇信号，具有明显的金属性悬浮放电特征。 2.5 结论

通过超声波局放测试，特高频时差法定位、声电联合定位，可以确定2494隔离开关C相内部存在异常放电信号。该信号为间歇性放电，且存在壳体收到震动即开始放电的特性。通过图谱波形分析，该信号强度大，信号有一定的重复性，具有明显的金属放电特征，初步判断该区域螺栓、屏蔽松动或较大颗粒引起的放电。当Vpeak>20mV，且100Hz幅值/50Hz幅值介于1～2之间应立即停运。220kV乌阜东一线24947隔离开关局部放电最大处AIA超声波幅值已达到60mV，大于规程规定。由于该放电位置目前并不能准确定位，虽然该信号为间歇性，但放电较强，可能会对GIS内部绝缘材料起到破坏，或放电引起的金属粉尘有导致内部击穿的肯能。应该结合检修计划，尽快安排停电检查。 3 检测方法的分析与改进

（1）就目前各类带电检测技术的应用情况分析，局部放电带电检测中，缺陷的判定的数据来源因合理的排除干扰源。（2）当某一种检测方法检测到异常信号时，需要采用其他可行

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的方法进行联合检测，通过各种检测技术的综合分析判断，可防止对设备状态的误判断，并可对缺陷原因和部位进行确认。本案例利用了超声波局放检测、特高频局部放电测试、SF6气体微水、组分测试对故障进行了详细分析。（3）带电检测检测准确度和稳定性虽大幅提高，但人员故障分析判断经验却稍显不足，建议对成功的带电检测案例进行收集，建立带电检测案例库，并加强检测分析人员对案例的学习。 4 总结与展望

传统的定期检修方式不易及时发现设备运行中发生的缺陷，致使设备偶然停电概率较高，同时其存在“小病大修，无病也修”的缺点，导致设备利用率不高，生产维护成本较高等问题，因此定期检修方式已不能满足当前电力工业发展的需求。而带电检测技术很好的解决了定期检修上述的不足，逐步成为电力生产中主要的检修方式。但是带电检测技术的对故障的确诊还远不及停电试验，需要与停电试验结合，综合分析判断，从而制定出合理的设备检修策略。随着科学技术的不断进步，带电检测仪器不断成熟以及新的检测仪器和检测方式的出现，带电检测技术有望取代停电试验从而在电力工业的发展中扮演更加重要的角色。 参考文献：

[1] 陈安伟.输变电设备状态检修[M].中国电力出版社，2012.

[2] 王昌长，李福祺，高胜友.电力设备的在线监测与故障诊断[M].清华大学出版社，2006.