GIS設備局部放電故障多維度診斷方法研究

李德 郭海

摘? 要：當前，隨著我國GIS設備的逐年增加，應嚴格對GIS實施有效地檢測和診斷，以期讓故障在萌芽時消除，避免發生嚴重的事故的出現，這也是當前GIS設備為實現運行健康、可靠運行急需面臨解決的問題。為保證更好地解決不同階段的GIS局部放電，發揮其自身優勢，文章主要通過對當今國內外GIS設備檢測技術現狀的了解，進一步加強對GIS設備局部放電故障的多維度診斷。

關鍵詞：GIS局部放電;故障檢測;技術手段;超高頻

中圖分類號：TM595? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）11-0136-02

Abstract： At present， with the increase of GIS equipment year by year in our country， the effective detection and diagnosis of GIS should be carried out strictly in order to eliminate the fault in the bud and avoid the occurrence of serious accidents. This is also the current GIS equipment in order to achieve healthy and reliable operation of the urgent need to solve the problem. In order to better solve the partial discharge of GIS in different stages and give full play to its own advantages， this paper mainly through the understanding of the current situation of GIS equipment detection technology at home and abroad， further multi-dimensional diagnosis of partial discharge fault of GIS equipment.

Keywords： partial discharge of GIS; fault

在自動化工業不斷發展的帶動下，人們對供電需求逐漸升高。傳統的電力系統已經遠遠滿足不了現今的城市化發展的步伐。GIS設備當中的缺陷問題主要就是依賴局部放電檢測技術監測到的。國內外對于電網當中GIS局部放電的檢測手段也在不斷的探索，力求技術手段實現趨近成熟的狀態。很多專業的學者在依托現有技術和知識的基礎上不斷的試驗、探究、實踐，在不同維度上進行創新。

1 GIS設備局部放電概述

當今無論是在國際上，還是從我國技術層面的創新應用上，GIS局部放電檢測技術部分還不完善。仍然處于亟待創新發展的初級階段，但現今的科研成果也是不可忽視的。如：在硬件裝置的放電檢測上以及關于軟件的檢測方法都有了很大的進步。相對于其他的傳統電氣而言，GIS設備擁有體積較小、技術功能優良、不容易受到外在因素的影響、對于火災的危險性較低、整體設備的檢測維修周期長等各個方面的高性能優勢。傳統的設備在出現故障的概率點上減少了一個數量等級。在參考GIS設備各個方面的優點，促進了其在大范圍的應用推廣上面的有利佐證。但是各種事物有利就有弊，GIS設備有著其內在優勢的同時在一定程度上也有著自身的弊端。正是由于GIS設備本身就是一個全封閉的電力組合設備，因此在檢測故障階段更加不能夠通過視覺、觸覺以及各種第一視角上的感官推測。設備本身的體積極小，在初始安裝時就會非常的緊湊;在運行的過程當中一旦內在的零件或者部位損壞就會將影響向外擴散，容易波及四周的其他零件或者部分;造成整體設備的損壞。因此，一旦GIS設備出現故障，后續的維修工作就會十分復雜;一般來說設備往往需要很多的時間進行維修。

2 GIS局部放電檢測的方式

2.1 光學的方式主要針對的就是非電量對局部放電的檢測。利用的原理是通過GIS設備視窗觀察設備內部放電情況的監測。但這種方式也存在著自身的“死角”弊端。在光射線被氣體以及絕緣子吸收后造成的“死角”會阻礙檢測數據的結論。在靈敏度方面也可能會受設備內壁光滑的反射影響。

2.2 化學的方式主要是對氣體中的含量來進行分析檢測GIS局部放電的。GIS自身含有少量的干燥劑和吸附劑，使得在一定程度上影響測量結果的準確性。優勢在相對較小的氣室當中最為顯著?？梢宰畲笙薅鹊倪M行有效測量。

2.3 機械方式通過設備間的振動傳感效果，在這種方式的檢測中要求使用靈敏度極高的設備檢測。將極微小的振動參數準確的記錄下來。優勢在于不用擔心干擾問題。

3 GIS設備局部放電故障的多維度診斷方法應用電網中的GIS設備隨著人們日常需求的增加不斷的增多。GIS局部放電設備主要依靠著科學有效地檢驗和診斷進行在萌芽階段的事故，進而采用消除的技術手段。在一定程度上可以避免事故的發生概率。在這幾個方面可以最大限度上地成為設備運行的有利基礎。在設備運行的不同階段可以采取不同的檢測手段。通過全面發揮GIS設備的自身優勢，進一步采納現階段最先進、實用的診斷檢測方式，最大程度上的解決GIS設備局部放電的各種問題。在現有技術手段的基礎上，提出關于GIS設備局部放電故障的多維度的診斷方式的技術手段。換句話說就是在GIS設備投入前、在線運行過程中以及事后維修和故障檢修時，通過對局部放電檢測的故障檢測，繼而掌控設備全面的檢測和防護。

3.1 GIS設備運行前——負極性標準雷電沖擊負極性標準雷電沖擊局部的操作主要是應用在GIS設備運行前放電情況的檢測手段。在應用的過程中，在具體的相關操作中主要需要參考以下兩點參數：一方面是設備本身的電壓特性方面，負極性標準雷電沖擊所采用的電壓具有極小的分散性;同時在波頭方面的放電頻率較高。在局部放電的過程至少有一半的占比的放電初始的電壓比其他的沖擊類型的電壓要小。不僅如此，為了推進波形成型和破壞性放電的情況出現;要求雷電沖擊電壓相對電網回路內阻抗的作用力較低。在最終可以使得雷電的沖擊電壓要比操作沖擊電壓高。檢測過程中雷電沖擊電壓的作用就是檢測異常帶電區域，正是利用了雷電沖擊電壓在對其的極具敏感這一特性采納的。相同的情況，操作的沖擊電壓對結構是否出現污染和存在結構缺陷等問題的檢驗十分有效。

3.2 GIS設備在線運行過程中——在線監測去噪體統

GIS設備的在線監測去噪系統主要是檢測GIS設備在運行的過程當中及時有效地檢測電網運行情況設定的。GIS設備本身的結構繁雜、拆卸困難，在進行實時監測數據診斷是有著很大的局限性。在線監測系統可以在發生局部放電運行，采取科學合理的方式進行有針對性的檢測局部放電的故障診斷手段?，F今最為先進的設備在線監測都是由最基本的部分構成和傳送方式;即為原始信號經由路線進而被檢測目標接收到。一般而言，在信號傳送的過程中會出現很多的因素干擾。包括自身的同時也存在傳送環節過程中外在的干擾信號。因此在信號的前期處理階段就要求將各個傳感器接收到的信號一定要進行放大以及過濾處理。然后在信號切換以及采取樣本和保存方面保證樣品數據的電信號不受任何外在因素的干擾。通過高速度、低消耗和不容易受到外在電磁的信號干擾的光纖運輸到后臺進行信號的處理。進一步對檢測信號進行分析和研究，以便隨時獲取GIS設備的運行狀態各個參數的物理量。再先進的高科技也離不開人為的操作和控制，工作人員需要將檢測的結果和信號做出最后的總結。在享有技術和專業知識的基礎上判斷GIS設備的基本運行情況和故障參數、數據。一旦檢測出有故障點的出現就要進行及時的判斷繼而采取技術手段解決。通過對局部放電的檢測和診斷，可以有效的掌握整個GIS設備在運行過程中全方位的監測。

現今最受歡迎的、應用最為廣泛的在線監測系統就是特高頻的在線監測方式。這種檢測方式主要是通過對GIS設備的局部放電所輻射出特高電磁波的信號被天線在線采集到。在上位機的分析研究之后，可以達到在線監測的GIS整個設備的運行情況。

針對不同儲存周期的局部信號數據有著很大的檢測優勢。主要的檢測方式可根據時間的長短主要分為兩種類型：一種指長期儲存方式，主要將數據進行壓縮處理只單獨保存最大程度上局部檢測放電量和頻次等極具特征的數據參數。另一種類型主要針對的類型就是近期儲存的方式，最大可能的保證原始數據的完好性可以采取循環刷新的方式。

關于去噪問題上這種方式并不適用，但是這種方式可以很好的進行信號預處理操作。在線系統在后臺可以進行數據的采集和處理工作，即使單純的帶通或者低筒的濾波處理手段依然存在很多不足。但是他可以在很大程度上抑制解決周期性干擾，有助于提取脈沖波形的特征以及信號特征量圖。

3.3 GIS設備故障檢修——X射線數字成像系統

X射線數字成像系統檢測的就是GIS設備的內部物件狀態的變化。包括一些細小物件的檢測，諸如螺絲松動、零碎物品的移動變形等等;在施工現場的檢測絕大多數在運用相應的在線監測的方式進行確定故障隱患位置以及局部放電的范圍，繼而才能確定內部結構的狀態變化。兩種方式相結合使用可以很大程度上提升診斷故障的準確率，真正意義上可以實現GIS設備“可視化”的診斷結果。

4 結束語

現今的趨勢之一就是對X射線數字成像法在閉合式輸變電的設備“可視性”探測的檢測、分析技術手段的推廣。它所具有的穿透力是其他的技術手段所沒有的，達到的效果也是其他方式遠遠及不上的。在保證完全穿透物體的基礎上，對經過的內在結構并未造成任何損傷的檢測。在絕對意義上保證了其內在結構的完整性。

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detection; technical means; UHF