摘要：六氟化硫气体绝缘金属封闭组合电器（简称GIS组合电器）的应用使紧凑型、高电压、大容量新型变电站的发展得以实现，近年来已在国内外得到广泛的应用。但是也需要注意的是：GIS设备的大量使用，一旦出现故障，就会出现很长的停电情况，其检修难度比较大，成本比较高。根据长期的使用经验，很多故障都是可以被监测的，也就是说保证良好的故障诊断，运用先进的电气诊断技术，可以使得GIS设备的使用可靠性得到提升。本文将主要探讨500kvGIS组合电器局部放电的电气诊断技术及其应用。
关键词：500kV；GIS组合电器；局部放电；电气诊断技术
一、GIS概述
GIS也称为SF6气体绝缘金属封闭开关设备，由于其在完全密封绝缘的空间中工作，因此在运行过程中受到外界环境的干扰非常小，这就保证了在运行过程中的运行效率和可靠性。而且GIS组合电器的检修周期也非常长，基本不会出现大的问题，安全性非常高，这对于提高变电站的综合水平有非常大的帮助。GIS组合电器是较为先进的组合电器设备，其运行效率是同类电器的几倍以上，而且安全性高，技术维护成本低。GIS组合电器的绝缘能力强，开关室的灭弧能力强于同类电器开关很多倍，在断口承压的位置承压能力非常高，占地面积较小，在实际操作过程中对外界的抗干扰能力比较强，尤其是对于外界和无线电的干扰能力。运行效率高、安全性强、技术故障周期小、维修容易。这些优点让GIS组合电器迅速占领了我国的变电站组合电器的市场。因此，GIS组合电器在我国的电力系统中应用非常广泛。由于GIS组合电器系统主要是通过SF6绝缘气体进行绝缘工作的，而SF6气体的绝缘性能会受到水分、杂质、电极表面状态等因素的影响。SF6在常温下是稳定的气体，不容易和其它物质发生化学反应，只有在出现电弧、电晕和高温作用的情况下才会发生分解现象。当温度达到300℃以上时，SF6气体会产生明显的分解反应，分解产物主要是金属氟化物和硫的低价氟化物，具有较强的毒性和刺激性，对人体产生伤害的同时还会严重腐蚀绝缘材料和金属材料，影响使用效果
二、GIS组合电器局部放电的电气诊断
目前，GIS局部放电的电气检测方法主要有UHF检测法、脉冲电流法（耦合电容法）、超声波检测法。其中，由英国Strathclyde大学学者提出的UHF检测法在实际的运行操作中优势明显，可较好的屏蔽不易识别的电磁干扰，且非接触测量的方式更加安全可靠，因此得到广泛应用。UHF法的原理是采用天线传感器接收GIS局部放电激发出的UHF（0.3～3GHz）电磁波信号，实现对局部放电的测量与定位。GIS现场运行环境复杂，不可避免的存在电磁干扰，但其频段大多在300MHz以下，UHF检测法可有效地避开此类干扰的影响，提高测量的信噪比，较适用于现场检测。此外，UHF检测法频带较宽，灵敏度高，定位精确度高，有效检测范围大，能够及时有效地发现绝缘劣化先兆，可在一定程度上避免绝缘故障的发生，节约维修成本。
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三、500kVGIS组合电器局部放电的电气诊断技术
500kVGIS组合电器局部放电某电厂主变高压侧套管出现了击穿的情况，分析造成这种情况的原因为：套管端的防爆膜出现了爆裂的情况，在经过大量检查工作之后，主变高压侧套管存在放电痕迹，很多构件都有被放电烧损的情况，甚至可以看到部分构件上由粉尘和金属颗粒。对于这种情况进行判定，发现就是因为套管沿边出现了放电的情况，部分构件存在被压坏的情况。第一，在盆式绝缘子的帮助下，实现内部导电杆与金属外壳之间的融合，由此保证其实际效能的发挥。第二，在备变高压侧解体的时候，存在的放电痕迹，代表了问题主要集中在盆式绝缘子上，由此可以将其作为实际的问题症结。第三，在经过大量检查之后，盆式绝缘子上出现的很多放电痕迹，是不可能通过现场试验展现出来的，也就是说绝缘子的质量存在的问题，在进行检验的过程中也没有严格依照要求来操作，尤其在PT组装的过程中，肯定存在诸多的缺陷和不足。第四，盆式绝缘子自身存在很多质量隐患，也可能造成当前的这种局面。第五，在现场并不具备解体检查的条件，也就不能判断PT是否没有问题，此时都会等到系统组装工作完成，在此基础上再去进行耐压检测。螺丝尖端放电分析指出需要注意以下几个方面的工作：第一，GlS耐压试验螺丝存在火花放电的情况，这意味着在内部导电杆和金属外壳之间存在绝缘下降的情况，局部电场的不断提高，会使得尖端出现放电的情况出。第二，盆式绝缘子处于放电激发状态，此时的电压幅值比较高，很有可能使得螺丝尖端出现放电的情况，如果此时PT退出的话，尖端放电的现象就会消失。
处于耐压试验中，局部放电现象的出现，可以从以下几个角度来进行探究：其一，高压端金属尖刺；其二，金属颗粒对隙；其三，悬浮点位。不同的局部放电形式，会使得局部放电检测信号出现差异。以导体表面存在缺陷的时候，可能是因为局部放电的原因，在交流电压环境下会出现单极性效应；导体微粒也是导致局部放电的重要原因，在不考虑电压相位的背景下，绝缘的缺陷性局部放电，会与电压相位之间存在关联。此时如果运用欠补偿的方式来处理，线路事故跳闸，会容易出现全补偿的情况，此时谐振电压是不可能出现的，处于这种背景下接地故障线路的检测工作难以按成，即使运用微型机高灵敏度接地保护装置，也未必能够达到理想状态。
结束语
综上，不同的接地方式去需要考量的因素不同，也就需要采取不同的应对方案。这样做的好处集中体现在：其一，可以在不同方案中找到合理的对应策略，趋利避害，由此保证实际的运行效益其二，需要对于电网大小因素进行考量，确定有效的接地方式，这也是保证电网运行稳定性和安全性的重要因素。在秉持上述基本原则的背景下，以电压运行的安全性和稳定性为目标，由此使得实际的供电行为朝着更加高效和可靠的方向发展。
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论文作者:胡建平
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/28
标签：组合论文; 局部论文; 电器论文; 绝缘子论文; 情况论文; 电压论文; 气体论文; 《电力设备》2017年第7期论文;