氣體絕緣組合電器局部放電分析

姜 敏，楊衛東，喬朝霞

（1.山西電力科學研究院，山西 太原 030001；2.朔州供電分公司，山西 朔州 036000）

氣體絕緣組合電器局部放電分析

姜 敏1，楊衛東1，喬朝霞2

（1.山西電力科學研究院，山西 太原 030001；2.朔州供電分公司，山西 朔州 036000）

以某變電站現場檢測為實例對氣體絕緣組合電器（Gas Insulated Metal-enclosed Switchgear）內部局部放電檢測進行簡要分析，著重列舉了利用超聲局放測試的發現過程、圖譜及處理過程，充分說明了超聲定位的準確性和適用性，大大節省了檢查處理時間。

局部放電；超聲波；連續模式；地理信息系統

氣體絕緣組合電器具有結構緊湊、基本不受外界環境影響、噪聲和無線電干擾水平低、內部元件（包括絕緣件）運行壽命長、運行安全可靠、配置靈活維護簡單、檢修周期長等優點，在電力系統得到了廣泛的使用。然而GIS一旦發生故障，引起的停電時間長，檢修費用高，停電帶來的經濟損失巨大。

1 局部放電檢測目的與方法

1.1 檢測目的

GIS內部主要介質有SF6氣體和環氧絕緣桿件等，當絕緣存在各種缺陷（電暈、接觸不良、絕緣件缺陷、自由顆粒等）時，會使SF6氣體擊穿電壓降低，同時絕緣缺陷產生的局部放電使SF6氣體分解，SF6氣體分解物與絕緣件中的填充物會起化學反應生成SiF4，使絕緣材料受到侵蝕而劣化，絕緣性能進一步下降。所以，檢測GIS局部放電能及時發現其內部早期的絕緣缺陷，以便采取措施，避免其進一步發展。

1.2 檢測方法

局部放電不但產生電信號，并且伴隨有聲信號和超高頻電磁發射，導致氣體分解。所以監測方法有聲測法、電測法、化學測量法、光測法及超高頻電磁測法等。對于GIS規程要求現場局部放電量不大于10 pC，傳統的電測法無法排除現場干擾。目前，比較成熟的GIS中局部放電檢測的方法以超高頻電磁法和超聲波檢測法為主。

1.2.1 電磁法

利用盆式絕緣子作為耦合電容采集電磁信號，工作頻段范圍300 kHz到1 GHz以上，具有較好的抗干擾和定位能力，檢測靈敏度較高，但由于目前大多數盆式絕緣子外露表面改為金屬封裝，內部信號被屏蔽，采集信號困難。

1.2.2 超聲波法

利用超聲波的原理檢測局放，是一種對于機械結構和元件檢測的無損檢測方法，工作頻段為10～100kHz。當有放電發生時，放電信號通過行波的形式傳輸到殼體上，將超聲傳感器貼在金屬殼體外表面接收信號，可檢測放電信號的大小、頻率特性等。

2 現場實例分析

2.1 罐體內部存在異物的檢測

對某500 kV變電站開關(罐式斷路器)在交流耐壓試驗過程中進行超聲波局部放電測試。升壓至1.1倍相電壓時測試結果表明:峰值信號大于2 mV,不穩定，同時伴隨有基波信號，初步判定，罐體內部存在弱放電。后開關罐解體檢查,罐內有少量異物，分析為安裝過程帶入。

罐體處理后，再次進行交流耐壓試驗，試驗過程中，在升壓至1.1倍相電壓后，對此開關同部位進行了超聲波局部放電測試，局部放電僅為背景值。

2.2 對GIS內部閃絡點的定位

某220 kV變電站對252 kV GIS進行交接驗收，在做相對地耐壓加壓至252 kV（耐壓標準值為368 kV）時擊穿，決定采用超聲波局部放電儀尋找擊穿點。重新加壓至146 kV時發現有一氣室內部存在放電信號，解體檢查發現該氣室盆式絕緣子有閃絡痕跡，同時附近導體表面有傷痕。更換導體及盆式絕緣子后，加壓至1.1倍相電壓超聲信號為背景值，施加相對地耐壓值368 kV/min未見異常。這充分說明超聲定位的準確性和適用性，大大節省了檢查處理的時間。

2.3 投運時異常聲音的判斷

某220 kV變電站送電后，運行人員發現252 kV GIS某間隔有輕微異常聲響。為了查找及判斷其異常原因，現場對此間隔進行了超聲波局部放電檢測，以判斷發生異常現象的部位及性質。測試結果表明:此間隔西母刀閘C相連續模式圖譜峰值大，倍頻信號大；此間隔西母刀閘B相連續模式圖譜峰值大，倍頻信號大。

西母C相隔離刀、B相隔離刀圖譜為典型的電位懸浮圖譜。后檢查發現西母刀連動桿上的防雨殼在B、C相之間有一顆螺絲松動，緊固后異常響動消失，再進行超聲波局部放電試驗，測試結果均為背景值，未見異常，超聲波局部放電試驗結果合格。

3 結束語

超聲檢測對發現自由顆粒、電暈、振動及接觸不良等GIS設備內部故障有較高的靈敏度，而對絕緣子內部缺陷、絕緣子表面臟污故障類型靈敏度較低，可結合超高頻方法全面檢測GIS設備內部故障，確保GIS設備的安全運行。

［1］ 苑舜.高壓開關設備狀態監測與診斷技術［M］.北京：機械工業出版社，2001:107-131.

Analysis of Partial Discharge Detection in GIS

JIANG Min1，YANG Wei-dong1，QIAO Zhao-xia2
（1.Shanxi Electric Power Research Institute，Taiyuan 030001，China；
2.Shuozhou Power Supply Company，Shuozhou，Shanxi 036000，China）

This article analyses partial discharge detection in GIS,and especially introduces the detecting procedures of partial discharge and further illustrates its atlas and disposal procedures by using ultrasonic waves,which fully verifies the accuracy and applicability of ultrasonic positioning system,which is much time-saving.

partial discharge；ultrasonic；continuous mode；GIS

TM93

B

1671-0320（2011）04-0028-02

2011-04-11，

2011-05-23

姜 敏（1974-），男，山東昌邑人，1996年畢業于西北工業大學電氣技術專業，高級工程師，從事高壓試驗工作；楊衛東（1964-），男，山西平遙人，1985年畢業于山西省電力學校發電廠及電力系統專業，工程師，從事高壓試驗工作；

喬朝霞（1972-），女，山西山陰人，2006年畢業于中共山西省委黨校經濟管理專業，助理工程師，從事安全檢查工作。