摘要:特高频、超声波与SF6分解物检测是常见的GIS设备局部放电带电检测技术，本文对这三种检测方法的原理与现场应用进行简要分析，从而了解不同检测技术的优缺点，判断现场应用未来的发展趋势，以期为GIS局部放电带电检测技术的发展与应用积累经验。
关键词:GIS；局部放电；带电检测；现场应
引言:气体绝缘金属封闭开关设备 (Gas Insulated Switchgear，以下简称 GIS)由于占地面积小、运行可靠性高、不易受电磁干扰以及检修容易等优点在电力系统中的应用非常广泛，但因为其结构不仅复杂而且封闭，在运行过程中一旦出现问题，不仅会导致重大事故，后期的检修也需要花费大量的人力物力。GIS局部放电带电检测技术能够对GIS的运行状态进行判定，提前发现GIS内部的问题，保障其运行的安全。具体检测方法有特高频、超声波、SF6分解检测法等，通过具体的现场应用对这三种检测技术的优缺点进行分析，促进GIS局部放电带电检测技术的发展。
一、GIS局部放电带电检测技术介绍
1、特高频检测法
特高频检测法主要是通过对局部放电中产生的特高频电磁波进行检测，是使用比较广泛的一种检测方法。其原理主要是使用特高频传感器对局部放电释放的电磁波信号进行具体的分析，从而能够对GIS的异常信号进行检测，然后进行缺陷类型的分析与局部放电源的定位。
现场采用的特高频检测通常有宽频与低频两种，宽频的频带正常为300-1500MHz，这种检测能够在一定范围内准确检测出放电信号，但是极容易受到外界干扰，将干扰信号误判
为局部放电信号，所以只适合用来进行大范围的普遍检测；窄频的优势是不会受到干扰，但明显缺陷是对放电信号的检测容易出错与遗漏，所以在实际的现场检测操作中，宽频与窄频检测通常被联合使用，用宽频进行普测，用窄频进行细化的分析。
特高频检测法在使用时极容易受到干扰信号的影响，为了获得更准确的检测结果，在检测过程中一定要对现场进行有效的去噪处理。
2、超声波检测法
超声波检测法主要是通过对CIS设备外侧的压敏传感器对外壳上传播的超声波信号进行检测，也是GIS局部放电带电检测的重要手段之一。其原理主要是通过对压你们传感器接收到的信号进行分析，从而判断CIS内部情况，能够对局部放电或者异常振动缺陷的位置进行准确的定位。
超声波传感器有多种分类，从使用方式看，主要有接触式与非接触式这两种，现场带电检测通常使用的是接触式，但实际检测中也要用到非接触式对干扰信号进行判别；从结构形式看，主要有单端式与差分式这两种，单端式的优点是结构非常简洁，劣势也很明显，带负载能力过强，差分式不仅灵敏度很强，还能够有效抵制共模干扰，所以目前现场使用的检测仪大多是差分式传感器。
超声波检测法在现场进行检测时也容易受到周围机器设备震动的影响，为了保证检测结果的准确性，也要注意对常见的现场干扰进行排除。
3、SF6分解物检测法
SF6的分解温度在500摄氏度以上，当CIS进行局部放电时产生的能量使SF6分解，这些分解物会与空气中的氧气和水发生反应，最终产生比较稳定的分解物，SF6分解物检测法的主要原理是CIS的放电类型与强度不一样，产生分解物的速度有所不同，最终的分解物的种类也会有所区别，可以根据最终的分解物来判别设备的缺陷，这种方法在电网的实际应用中效果也是非常明显的。
SF6分解物检测法主要有气相色谱法、检测管法、电化学传感器法等，气象色谱法主要被应用于实验室，其优点在于能够测量出分解物的组成与分别含量。检测管法通常被应用于现场的迅速检测与设备缺陷处的定位，主要是通过检测HF等气体来完成的。电化学传感器
法的检测原理与检测管法相似，其优点在于灵敏度较强，检测非常迅速，但是问题也很多，比如各种其他成分的干扰，传感器使用寿命不长，易发生故障等。
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SF6分解物检测的影响因素很多，比如内部吸附剂会对其结果产生影响，短脉冲放电产生的分解物过少也会影响检测，还有断路器开断电弧导致分解物发生明显改变更是不利于检测结果的正确性，这些都是在进行SF6分解物现场检测时需要注意的问题。
二、GIS局部放电带电检测技术现场应用分析
1、盆式绝缘子内部气孔
在2010年，江苏省电力研究院就在220KV GIS的带电检测中检测出某间隔B相分支的母线的盆式绝缘子处具有非常明显的特高频局部信号，A、C相无信号，没有检测出超声信号，也没有检测出SF6分解物。通过特高频的谱图进行分析，最终确定为绝缘子内部气息放电，通过信号传播能量衰减与时间差的判断方法找出了疑似放电绝缘子。
对这个案例进行分析探讨可以得出以下结论，特高频，超声波与SF6分解物这三种不同的检测方法对于GIS的内部不同结构的缺陷的灵敏度是有所不同的，比如，特高频检测法对于绝缘子出缺陷的灵敏度要远远高于超声波检测法与SF6分解物检测法，而超声波检测法对于微粒缺陷的灵敏度却也远高于特高频检测法与SF6分解物检测法，三种方法在应用于现场检测时应该根据实际情况进行优势互补，最大程度的提高检测结果的准确性。
2、套管屏障松动
通过超声波检测法对某110kV CIS进行检测时检测出1112断路器B相套管下部区域信号非常明显并且稳定，在通过设置多个测试点后最终推测出了具体位置，但特高频检测在此处却没有检测到任何信号。经过分析，最终发现信号是由于机械设备的振动产生的，经过仔细对结构进行检查，发现上屏罩由于变形导致接触不严，最后造成了屏障的松动。
这个案例充分说明了超声波检测法对于CIS内部结构松动的灵敏度要远超过特高频检测法，结构松动之后产生的振动能够产生超声波信号却没有产生放电，所以特高频对其的检测没有任何信号。
三、GIS局部放电带电检测技术现场应用的未来发展趋势
1、GIS局部放电在线监测
目前的带电检测具有固定的检测周期，所以一些最新产生的缺陷不能及时被检测出来，不利于对重要设备的维护，而在线监测能够在任何时间都能发现内部缺陷，甚至是掌握潜在缺陷的发展趋势，能够随时了解GIS设备的状态，所以，在未来，在线监测一定会成为GIS局部放电检测的最有效方法。不过，就目前而言，GIS局部放电在线监测技术仍然有着明显的不足之处，比如易出现故障，可靠性不高，容易出错等问题，所以，提高在线监测结果的准确性也成为接下来现场应用需要解决的重点问题，据了解，部分省份从检测装置的质量入手，已经采取了相关措施来保证检测结果的准确性，相信未来在线监测的方法一定能更加完善，检测结果的准确性也能获得提高。
2、GIS局部放电智能化带电检测
带电检测在现场的应用全靠人工来掌控，工作人员进行检测并对结果进行分析，这就需要工作人员的技术能力与经验累积才能更好的完成，而且，由于工作人员的主观意志与想法的不同，都会对结果的分析带来巨大的影响，如果采用智能化的检测，让系统根据大量的标准数据来了解设备的运行过程，这样不仅提高了检测结果的准确性，还节约了大量的人工资源。当然，各种数据的收集与标准的诊断系统的建立是需要话费大量的人力物力去完成的，如今还没有一个比较系统的检测化平台，虽然未来的发现趋势如此，但是其实现还是需要专家与技术工作者的共同努力。
结语:GIS局部放电带电检测技术在现场应用中应用非常广泛，但是几种检测技术都存在一定的不足，在现场应用中需要根据实际情况运用种手段相结合的方式进行优势互补，才能最大程度的提高检测结果的准确性，而在未来，GIS局部放电在线监测与智能化带电检测会逐渐成为技术发展的重心。
参考文献
[1]朱毅，吴建军，刘旭，等．GIS设备超声波局部放电带电测试方法及故障分析[J]．东北电力技术，2015，36(1):33-36．
[2]吴张建，李成榕，齐波，等．GIS局部放电检测中特高频法与超声灵敏度的对比研究[J]．现代电力，2010，27(3):31-36．
论文作者:曹宏斌,王统宾
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/11
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