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摘要：本文主要介绍一起GIS设备局部放电案例，通过特高频、超声波局放测试判断放电类型及放电位置。
关键词：局部放电 特高频 超声波
1.事件概况
2015年6月10日，试验人员在进行110kV金山变各GIS气室特高频局部放电和超声波局部放电试验及SF6微水和分解产物试验时，发现110kV I段母线PT11M5刀闸气室的特高频局部放电和超声波局部放电测试信号异常，但各气室内部的SF6微水含量及分解产物含量测试均正常。综合特高频局放和超声波局放试验以及SF6微水含量及分解产物试验，初步判断110kVI段母线PT11M5刀闸气室外部可能存在悬浮电位放电现象。
2.检测分析方法
特高频局部放电检测法（简称UHF）于20世纪80年代初期由英国中央电力局（CEGB）实验室提出，其基本原理是通过特高频传感器对电力设备中局部放电时产生的特高频电磁波（300MHz≤f≤3GHz）信号进行检测，从而获得局部放电的相关信息，实现局部放电监测。由于现场的晕干扰主要集中在300MHz频段以下，因此特高频法能有效地避开现场的电晕等干扰，具有较高的灵敏度和抗干扰能力，可实现局部放电带电检测、定位以及缺陷类型识别等优点。
电力设备内部产生局部放电信号的时候，会产生冲击的振动及声音。超声波法（简称AE）通过在设备腔体外壁上安装超声波传感器来测量局部放电信号。该方法的特点是传感器与电力设备的电气回路无任何联系，不受电气方面的干扰，但在现场使用时易受周围环境噪声或设备机械振动的影响。由于超声信号在电力设备常用绝缘材料中的衰减较大，超声波检测法的检测范围有限，但具有定位准确度高的优点。
试验人员采用声电联合方法，对110kV金山变110kV I段母线PT11M5刀闸气室进行诊断分析，特高频PRPS谱图如图1所示，PRPD谱图如图2所示，超声波连续检测模式谱图如图3所示。特高频检测放电信号在工频相位的正、负半周均出现，且具有一定对称性，放电信号幅值很大且相邻放电信号时间间隔基本一致，放电次数少，放电重复率较低。通过密集选点检测，发现靠近盆式绝缘子处超声波检测放电信号峰值已经满量程，且100Hz相关性明显大于50Hz相关性，综合诊断盆式绝缘子处存在悬浮放电。
图3 超声波连续检测谱图
2.现场放电位置检查确定
现场检查发现110kVI段母线PT11M5刀闸气室盆式绝缘子上的接地金属跨片一端断裂，另一端与气室外壳存在间隙，在GIS外壳上有明显黑色放电痕迹，如图4、图5所示，因此判断放电点位于110kVI段母线PT 11M5刀闸气室盆式绝缘子上的接地金属跨片。
3.原因分析
在盆式绝缘子的设计上，在其三相嵌件导体的外部进行了屏蔽的技术—加装半圆弧屏蔽环，加装屏蔽环的功能主要是屏蔽盆式绝缘子外部紧固螺栓给电场带来的不均匀，提高盆式绝缘子的绝缘性能。在半圆弧屏蔽环外侧，为方便现场进行设备带电测量，在盆式绝缘子的侧面进行了低电位的引出，以便于现场进行带电显示器的电压采样，由于采样出口处会产生低电压，在空气中，产生的低电压会对GIS设备的金属外壳进行放电，所以在采样出口处设计了接地小片，在接地小片紧固的状态下，采样出口处产生的低电压会通过设备的壳体传导入大地。金山变GIS金属接地跨片存在质量问题，一侧发生断裂，另一侧与气室外壳形成间隙，盆式绝缘子采样出口处产生的低电压对GIS设备的金属外壳产生悬浮电位放电。
4.采取的措施
将存在质量问题的其他接地跨片全部更换为不锈钢接地跨片后， 试验人员对金山变110kVI段母线PT11M5刀闸气室进行特高频和超声波局放复测，复测结果合格，如下表所示。
6.总结
通过本次案例，对GIS故障气室结合超高频和超声波进行局放测量，超高频法主要是对故障的位置进行粗略定位，而采用超声波局放检测可以通过密集选点检测，寻找信号最强点，弥补特高频检测可测量点少的不足，便于进一步定位局放信号源，并且可以与特高频检测结果互相验证。
GIS设备是电力系统的重要设备，保证其安全可靠运行对于提高电网可靠性意义重大，而局部放电测试是检测GIS设备缺陷的有效方法。因此，我们应该加强对GIS局部放电检测的研究，及时发现和处理GIS设备的缺陷，保证GIS设备安全可靠运行。
参考文献
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[2] 李继胜;赵学风;杨景刚;黎大健;李彦明;GIS典型缺陷局部放电测量与分析[J];高电压技术;2009年10期
[3] 朱时阳;邓雨荣;兰国良;一起GIS盆式绝缘子闪络事故的分析[J];电气应用;2009年13期
论文作者:欧永连
论文发表刊物:《电力设备》2016年第19期
论文发表时间:2016/12/8
标签：局部论文; 绝缘子论文; 超声波论文; 设备论文; 母线论文; 信号论文; 所示论文; 《电力设备》2016年第19期论文;