帶電檢測技術在GIS內部局部放電缺陷檢測中的應用

李翠

【摘 要】本文主要闡述了通過帶電檢測技術測試發現異常后，采用超聲波局放檢測、特高頻局部放電測試、SF6氣體微水、組分測試等多種監測手段對異常設備進行綜合監測，綜合分析。通過多種檢測方法綜合分析判斷，最終確定了放電原因和缺陷部位。同時對帶電檢測技術的應用提出了幾點建議。

【關鍵詞】帶電檢測 SF6氣體微水 局部放電 建議

1 GIS設備帶電檢測技術分析

目前GIS在線監測技術主要有油色譜在線監測、鐵心接地電流在線分析、繞組變形在線分析等。帶電檢測技術主要有紅外熱像檢測、超聲波局放檢測、特高頻局部放電測試、SF6氣體微水、組分測試等。當GIS設備發生局部放電時會產生高頻電磁波、超聲波、光、熱、氣體以及新的生成物等。本文論述了使用帶電監測采集設備采集在局部放電過程中產生的異常物理量，進行綜合分析，判斷故障性質及故障點，進而為設備檢修提供有效的依據。

2 應用實例分析

2.1 異常概況

2105年06 月21 日，檢測人員在對220kV阜東變電站超聲波局放檢測時發現，220kV烏阜東一線24947 隔離開關 C 相區域超聲波局放數據出現異常，該信號幅值較大，信號相位穩定，具有較強的 100Hz相關性，具有明顯局部放電特征。在隨后進行超高頻局部放電測試中，該區域絕緣盆子澆筑孔處及外部空間均檢測到明顯的特高頻局部放電信號。通過波形圖譜分析，該放電可能為懸浮放電，通過 G1500 聲電聯合定位系統，初步確定缺陷位置位于220kV烏阜東一線 24947隔離開關 C相機構區域。

2.2 檢測對象

220kV阜東變電站2013年09月投入運行，220kV及110kV設備采用戶外GIS設備，設備制造廠：220kV山東泰開，出廠日期：2013年02月；110kV北京北開，出廠日期：2013年1月。檢測項目：特高頻局部放電測試、超聲波局部放電測試、SF6氣體微水、組分測試、紅外成像測試。測試時變電站運行方式：220kVGIS一次設備接線方式為雙母雙分段接線，目前共有 4條220kV出線及和2臺主變間隔。220kV GIS一次設備的盆式絕緣子均帶有金屬屏蔽，但在出廠時已預留澆筑孔，可進行特高頻帶電檢測。測試過程中設備全部帶電運行。

2.3 檢測儀器及裝置

本次測試采用儀器：DMS特高頻局部放電測試儀、AIA-2超聲波局部放電測試儀、PDS-T90局部放電測試儀、P630紅外成像儀、STP1000+氣體綜合分析儀、G1500（上海華乘）聲電聯合局部放電定位儀。

2.4 檢測數據

（1）測試人員采用華乘 T90超聲波局放測試儀對該區域進行超聲波局放測試時發現，烏阜東一線 24947隔離開關C相區域附近出現間歇性超聲波局放信號異常，超聲波局放測試值遠遠超出背景測試值。T90測試出該區域超聲波信號具有較強的信號幅值，100Hz相關性達到 1.8mV，相位圖譜及連續波形均存在異常。（2）隨后測試人員采用 AIA-2型局放測試儀對該設備進行局放測試，24947隔離開關C相區域附近存在間歇性異常信號，放電強度較大，幅值達到60mV，100Hz相關性達到3mV。（3）測試人員使用泰普聯合 STp1000+及 TP40型 SF6氣體綜合測試儀對該氣室進行微水及分解產物測試， SF6氣體測試未發現任何異常。（4）測試人員使用 DMS特高頻局放測試儀對24947隔離開關C相進行兩側絕緣盆子處澆筑孔進行特高頻測試，均采集到明顯的局部放電信號。該 GIS內部存在較強的放電信號，達到黃色強度級別（DMS使用顏色來區分放電強度，黃色為最高）。且在每個正玄周期內存在兩簇放電信號，符合懸浮電位放電的特征。（5）T90特高頻測試，測試人員使用 T90進行特高頻局放測試，在24947隔離開關 C相澆筑孔依然測試到異常信號，幅值達到 68db，且該信號具有明顯的相位關系，每周期存在兩簇信號，具有明顯的金屬性懸浮放電特征。

2.5 結論

通過超聲波局放測試，特高頻時差法定位、聲電聯合定位，可以確定2494隔離開關C相內部存在異常放電信號。該信號為間歇性放電，且存在殼體收到震動即開始放電的特性。通過圖譜波形分析，該信號強度大，信號有一定的重復性，具有明顯的金屬放電特征，初步判斷該區域螺栓、屏蔽松動或較大顆粒引起的放電。當Vpeak>20mV，且100Hz幅值/50Hz幅值介于1～2之間應立即停運。220kV烏阜東一線24947隔離開關局部放電最大處AIA超聲波幅值已達到60mV，大于規程規定。由于該放電位置目前并不能準確定位，雖然該信號為間歇性，但放電較強，可能會對GIS內部絕緣材料起到破壞，或放電引起的金屬粉塵有導致內部擊穿的肯能。應該結合檢修計劃，盡快安排停電檢查。

3 檢測方法的分析與改進

（1）就目前各類帶電檢測技術的應用情況分析，局部放電帶電檢測中，缺陷的判定的數據來源因合理的排除干擾源。（2）當某一種檢測方法檢測到異常信號時，需要采用其他可行的方法進行聯合檢測，通過各種檢測技術的綜合分析判斷，可防止對設備狀態的誤判斷，并可對缺陷原因和部位進行確認。本案例利用了超聲波局放檢測、特高頻局部放電測試、SF6氣體微水、組分測試對故障進行了詳細分析。（3）帶電檢測檢測準確度和穩定性雖大幅提高，但人員故障分析判斷經驗卻稍顯不足，建議對成功的帶電檢測案例進行收集，建立帶電檢測案例庫，并加強檢測分析人員對案例的學習。

4 總結與展望

傳統的定期檢修方式不易及時發現設備運行中發生的缺陷，致使設備偶然停電概率較高，同時其存在“小病大修，無病也修”的缺點，導致設備利用率不高，生產維護成本較高等問題，因此定期檢修方式已不能滿足當前電力工業發展的需求。而帶電檢測技術很好的解決了定期檢修上述的不足，逐步成為電力生產中主要的檢修方式。但是帶電檢測技術的對故障的確診還遠不及停電試驗，需要與停電試驗結合，綜合分析判斷，從而制定出合理的設備檢修策略。隨著科學技術的不斷進步，帶電檢測儀器不斷成熟以及新的檢測儀器和檢測方式的出現，帶電檢測技術有望取代停電試驗從而在電力工業的發展中扮演更加重要的角色。

參考文獻：

[1] 陳安偉.輸變電設備狀態檢修[M].中國電力出版社，2012.

[2] 王昌長，李福祺，高勝友.電力設備的在線監測與故障診斷[M].清華大學出版社，2006.