摘要：电力能源是现代社会发展和人民日常生活以及经济生产的重要基础，在现代电力系统的变电站中全封闭组合电器GIS是其重要的电力设备。GIS设备相对于传统的敞开式设备，具有占地面积少，维护工作量少等优点，但是GIS设备的缺陷隐患相对于敞开式设备来说，较难发现。因此，必须要采用先进的技术进行局部放电故障隐患的检测。本篇文章首先介绍全封闭组合电气GIS设备局部放电检测的技术原理与重要作用，并对GIS局部放电在线检测技术的应用进行简要的分析。
关键词：全封闭组合电气GIS；局部放电；在线监测技术；应用分析
随着社会的发展和经济水平的提升以及科学技术的进步，我国电力能源的市场需求也急剧攀升。尤其是人们生活中大量电子产品、生活电器的应用为电力能源生产和电力系统运行提出了更高的要求。电力系统中变电站是其极为重要的组成部分，是实现电力能源稳定传输和能源节约以及快捷性提升的基础。在现代变电站当中全封闭组合电器GIS设备是其应用较为广泛的电力设备，按照性能和运行稳定性角度来讲，GIS设备具有较高的可靠性，并且其结构较为紧凑，维护工作也较为便利。但从结构条件和运行状态上讲由于处于全封闭的运行环境原因，如果设备内部的绝缘结构出现高电压击穿的情况容易引发电力系统的故障，而且由于其局部放电处于内部，在断电检测和维护方面具有较大的难度。因此，在进行GIS电力设备的运行维护工作中，如果能够采取不断电状态下直接进行在线检测能够提高对局部放电故障隐患的准确判断与即时检修维护处理。
一、全封闭组合电器GIS设备局部放电检测技术的技术原理
按照当前电力系统变电站的运行状态和全封闭组合电气GIS设备的运行质量来讲，造成其发生局部放电故障的主要原因在于受到电力设备的生产质量和制造技术水平以及实际安全操作水平的影响。尤其是GIS电力设备的封闭性能没有达到质量标准时就会容易影响其安装质量，造成运行过程中出现GIS电力设备的局部放电现象。局部放电现象会产生较大的声音信号和电信号，这些信号是进行局部放电情况监测的主要判断根据。较为常用的局部放电检测技术为超高频或超声波传感器设备检测技术，其能够对GIS电力设备内部所发出的特定频率信号进行准确接受，并根据这些信号来进行相位、幅度以及频率特征进行背景信号标准值的对比分析，进而实现对GIS的电力设备故障的检测与维护，消除局部放电故障的发生概率[1]。
二、全封闭组合电器GIS设备局部放电检测技技术分类
目前城市电网系统中应用的变电站全封闭组合电器GIS电力设备局部放电检测的方法与技术较多，较为常用的技术为：
（一）GIS电力设备局部放电检测技术之超高频检测技术
超高频技术所采用的信号采集传感器是超高频耦合器，能够接收到GIS电力设备封闭的内部所产生的超高频电磁信号，而且电磁信号的衰减程度较小，超高频耦合器甚至能够将相邻的多个气室所传出的局部放电电磁信号同时进行接收。引起较高的灵敏度和教开的检测效率而广泛的应用到GIS电力设备的局部放电检测工作当中。而且从适用性上讲，其适合于很多设备内部的金属悬浮、针尖、内部绝缘设备存在的缺陷检测，能够对一些放电较大的设备进行准确的判断。其缺点在于对全金属屏蔽的绝缘位置无法做到精准的检测，而且如果观察孔过小则其灵敏度会相对降低[2]。
（二）GIS电力设备局部放电检测技术之超声波检测技术
超声波检测技术主要是依靠超声波传感器进行信号数据的采集。通常是搭配超高频技术进行局部放电的检测。这技术的缺陷在于信号的衰减较快，而且需要多处测试点的布置，其检测的工作量较大，时间较长。其原理在于通过对防电信号的采集处理对耦合器输出的电磁信号进行放大，在经过整流滤波的处理后达到输出局部放电超高频信号和宽脉冲电磁信号的效果。
与传统的示波器检测技术相比这两种方法所采用的技术是基于计算机数据采集和分析处理技术而得到应用的。
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三、全封闭组合电器GIS设备局部放电检测技术的重要作用
在城市电网系统中，变电站全封闭组合电器GIS电力设备的局部放电现象指的是其全封闭状态下组合电器的绝缘位置遭到电击或其他因素影响而导致发生电力贯穿性导电的情况。并且这种局部放电现象会产生较高的温度和危险的电弧，而GIS电力设备的绝缘体会被迅速击穿，进而引起电力系统的故障。引起设备局部放电的原因较为繁多和复杂，主要包括电力设备的结构设计、制造技术、生产质量、安装技术、运行环境等因素。所以在进行GIS电力设备的局放检测时，必须要仔细的观察设备内部的绝缘设备情况，确保能够及时的更换损坏或老化的绝缘部件，提高GIS电力设备的运行质量。
四、全封闭组合电器GIS设备局部放电在线检测系统的结构和特点
从GIS电力设备局部放电检测的原理出发，局部放电在线检测技术基本的机构设计为：首先是对末端的GIS电力设备进行多个检测点的设置，包括电流互感器、隔离开关、母线和接地开关，并设置超高频或超声波传感器。其次是进行数据信息采集单元的结构设计，使其能够将电磁信号通过整流处理成为数字信号。其三是利用计算机软件进行数据信号的分析。通常GIS电力设备局部放电的超高频在线检测技术具有很好的灵敏度和准确性以及抗干扰性。其能够准确的判断多种局部放电的故障类型。
五、全封闭组合电器GIS设备局部放电在线检测技术的应用分析
（一）全封闭组合电器GIS设备局部放电在线检测的常见表现
在全封闭组合电器GIS电力设备局部放电在线检测过程中不同的GIS电力设备所表现出的局部放电现象也具有不同的表现，需要采取与之相匹配的检测技术进行实际状态的信号获取与分析。例如在对金属屏蔽盆式绝缘子的GIS电力设备进行局部放电检测时，要针对其设备绝缘子进行超高频测试技术的应用，而其它的例如刀闸和端头位置则较为适合应用超声波检测技术。此外，对于所采集到的电磁信号进行分析时要注意干扰信号的排除，避免引起局部放电故障的误判。造成电磁信号的干扰信号从其根源上可以分为多种类型，例如设备的震动、照明设备、通讯信号或雷达信号等等因素。这些干扰信号所产生的超高频信号会影响设备电磁信号的分析效果。通常是采取计算机软件进行抗干扰信号的识别与滤除。
（二）全封闭组合电器GIS设备局部放电在线检测系统的应用
对于全封闭组合电器GIS电力设备局部放电在线检测技术的应用主要是通过计算机软件内的分析结果和依据脉冲的放电类型进行电磁信号的准确检测与分析判断。其中进行局部放电隐患的实际确认必须要将实际检测的波形图与数据库存储的标准图谱进行比对，并以此为基础判断放电故障的类型[3]。例如金属尖刺类型的局部放电现象的脉冲极为密集，并且放电次数会随着电压而不断增强。因此，在进行电磁信号的类型与强度判别时要注意对信号的准确分析，以采取相对应的解决方案。
结束语：
对于城市电网系统的运行稳定性与安全性来讲，变电站全封闭组合电器GIS电力设备的局部放电检测技术具有极为重大的意义，通过利用超高频或超声波技术方法对GIS设备进行的在线检测能够在电力系统不断电的运行状态下进行局部放电现象的准确检测，极大的提高了GIS电力设备的维护维修管理效率，进而提升了城市电网系统的运行稳定性与安全性。值得注意的是在进行GIS电力设备的局部放电在线检测过程中必须要以实际的现场测试数据为基础，通过技术表现和实际数据以及丰富的检测经验来进行局部放电隐患的准确判断，确保检测结果的精确性和可靠性。
参考文献：
[1]林国洲，王荣亮，殷震.多种带电检测方法联合诊断全封闭组合电器局部放电[J].电世界，2018，59（09）：10-13.
[2]刘大永，藤桂法，陈志国.特高频法气体绝缘全封闭组合电器的局部放电在线监测技术的发展应用探讨[J].电子测试，2016（18）：154-155+152.
[3]杜树壮.SF_6全封闭组合电器（GIS）局部放电故障检测方法比较与综合应用[J].中国电业（技术版），2014（11）：50-52.
论文作者:李明阳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第26期
论文发表时间:2019/12/17
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