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摘要：随着 GIS 设备的数量在电网中迅速增长，如何保证其安全稳定运行，如何利用带电检测手段对其进行有效的检测成为设备维护者的重点工作内容。文章根据工作中获得的宝贵经验，对一些带电检测技术的特点和适用性进行了简单的总结，以期能够摸索出一套行之有效的带电检测手段，为 GIS 设备开展状态检修打下良好的基础。
关键词：带电检测；GIS设备；监测；应用；分析
1导言
随着智能电网建设步伐的不断加快，如何高效运行维护大容量、复杂结构的配电网已成为面临的主要问题。开展配电设备状态检修工作将大幅减少计划停运次数，有效提高供电可靠性和服务质量。带电检测技术作为在不停电状态下对设备状态量进行现场检测的重要技术手段，对于在设备运行状态下进行缺陷分析和状态诊断，避免设备事故具有重要价值。
2超高频局放检测技术
2.1超高频局放检测技术简介
超高频法局放测试技术是目前国际上对GIS类设备普遍采用的检测技术。通过超高频传感器检测GIS内部放电产生的超高频信号达到发现缺陷的目的。超高频信号的频率范围一般在300MHz到3GHz及以上。根据超高频传感器的使用可以分为内置式和外置便携式，再通过数据采集单元和分析判断软件构成一整套检测仪器。
2.2超高频局放检测技术应用方法和特点
2.2.1超高频局放检测技术应用方法
测试时应在传感器的测量面上涂抹适量的超声耦合剂，保证传感器与壳体接触良好，无气泡或空隙，减少信号损失，提高灵敏度。将传感器平稳的放在GIS外壳的各测点上，观察信号情况。测量中应避免传感器的抖动及其他外界因素干扰。在选择测试点时应对以下部位进行测试:1)相临法兰之间最少1－2个点，测点间距离不宜大于1米。测量位置宜选择气室的侧下方，母线筒测点宜选择靠近绝缘支撑部件的位置;2)在GIS拐臂、断路器断口处、隔离刀闸、接地刀闸、CT、PT、避雷器等处均应设置测试点;3)观察历史趋势时应与前次测量取相同测点;4)三相一壳式的GIS宜在横截面上每120度至少1个测点;5)在GIS转角处和T形连接处前后应选一测点;6)对于外壳直径较大的GIS宜在横截面上适当增加测点;水平安装的盆式绝缘子处，应考虑增加测点。
2．2．2超声波局放检测方法特点
超声局放测试对振动信号十分灵敏，因此能够发现传感器安置点附近的GIS内部松动缺陷。例如对固定螺栓力矩不足，金属焊接点不够深入等情况有较好的测试效果，而且在故障产生初期表现为振动信号时，也只能通过超声手段测出。可以说超声检测手段对局部放电初期的定性诊断具有重要意义。利用超声检测在判断故障类型时，除了对超声幅值进行分析，还应对信号分布相位进行图谱分析。表1是不同放电类型的超声特征。图2是GIS局部放电类型超声典型图谱。
3 GIS设备状态监测中超高频局放带电检测技术的应用
3.1该种带电检测技术的基本介绍
GIS设备在国际上状态监测常用的检测技术就是超高频局放带电检测技术，GIS设备在状态运行中内部会由于放电反应产生一定的超高频信号，而该带电检测技术的检测原理就是利用超高频传感器对这种超高频信号进行检测，以便及时发现GIS设备运行中的缺陷问题。一般超高频信号的接受频率范围都在三百兆赫到三吉赫之间。超高频传感器的使用主要分为外置便捷式与内置式，然后结合分析判断软件以及数据采集单元共同组成超高频局放带电检测仪器。图 1为超高频检测 GIS 设备局放带电的过程。
3.2该种带电检测技术应用的基本方法
在利用超高频局放带电检测技术现场测量GIS的局部放电状态时，一般可以利用频域测量以及时域测量等2种测量方法，采用时域测量方法可以准确的定位缺陷，而采用频域测量方法可以有效的对GIS设备是否放电展开定性的测量。对GIS设备局部放电情况采用外置便捷式传感器进行状态检测时，通常都会采用SF6气体压力释放窗、外露接地开关绝缘体、盆式无金属屏蔽的绝缘子、观察窗等部位作为检测点，并采用超高频检测设备来测量全频段或者单一频段。
3.3该种带电检测技术的主要特点
GIS设备状态监测中应用超高频传感器对局部放电情况进行测量过程中，会受到设备外部环境以及内部等因素的干扰影响，例如无线通讯信号的干扰与手机信号的干扰等，因此在现场进行GIS设备运行测试的时候要将该类干扰合理的排除与规避。另外还可以在同一位置进行不同时段的带电测量作业，以便将干扰信号及时排除。超高频局放带电检测技术在监测GIS设备运行状态的过程中会产生较大的噪声，而主要的降噪处理方式为分段排除放点区域、加装滤波器、智能软件降噪方式等。另外为了有效的诊断GIS设备运行的状态还要对外接电源的同步影响进行综合考虑。
4红外热成像测试技术
红外热技术是将不可见的红外辐射转换成可见的图像。物体的红外辐射经过镜头聚焦到探测器上，探测器将产生电信号，电信号经过放大并数字化到热像仪的电子处理部分，再转换成我们能在显示器上看到的红外图像。但是由于GIS设备的紧凑性、封闭性，以及SF6气体传热的特性，使得红外测试手段应用在GIS上时效果不是很理想。但是通过实践应用发现，红外热成像手段对检测PT、避雷器气室的缺陷还是有一定意义的。另外还可以用红外热成像检测电加热装置是否存在故障。
5 GIS设备状态监测中红外线成像带电检测技术的应用
所谓红外线带电检测技术就是将不可见的红外辐射来做成可见图像的转换。GIS设备检测点物体的红外辐射通过镜头聚焦可以表现在探测器上面，红外线探测器会将红外辐射信号转化为电信号，放大电信号并在热像仪上面数字化处理成电子部分，以便可以转换成可观察到的红外图像在显示器上。然而由于GIS设备具有一定的紧密性以及紧凑性，另外SF6气体具有较强的传热性能，因此红外测试手段在GIS设备上的检测效果并不良好。根据应用实践可知，红外线成像带电检测技术可以针对避雷器气室缺陷以及PT问题进行有效检测，同时利用该种带电检测技术来可以对加热装置的故障问题进行检测。
6结论
总而言之，如今带电检测技术在GIS设备状态监测中的应用是提供检修并评估状态的关键手段。新时期在开展GSI设备的带电检测工作时要结合具体经验来认真严格的分析测试条件以及应对工况，以便制定科学并合理的检测方案。GIS设备状态监测需要结合多种带电检测技术来完成，比如在对GIS设备运行问题进行检测的时候可以采用超声波以及超高频局放检测技术，这两中检测技术具有较高的互补适用性，因此结合数据分析与综合带电检测技术的应用可以得到更为准确并科学的检测结果。
参考文献
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论文作者:吴耀华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/1
标签：检测技术论文; 设备论文; 状态论文; 传感器论文; 信号论文; 测量论文; 超声论文; 《电力设备》2017年第11期论文;