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GIS局部放电在线检测方法

发布时间:2021-01-19 07:16:20人气:

GIS局部放电检测
GIS局部放电检测
GIS设备中的局部放电会在GIS设备外壳上产生流动的电磁波,使接地线上有高频放电脉冲电流流过,从而导致外壳对地呈现高频电压并向周围空间传播。局部放电还会使通道气体压力骤增,在GIS设备气体中产生纵波或超声波,并在金属外壳上出现各种声波,如纵波、横波和表面波等。GIS设备中的局部放电也可导致SF6气体分解或发光。这些物理和化学变化的特征,有助于GIS设备局部放电检测。因此,局部放电的检测方法可分为电的方法和非电的方法。

非电的方法包括化学、机械、光学的方法,主要有以下几种:


(1)机械的方法

机械检测法就是用压电式加速度计检测由于局部放电使金属容器壁产生的振动,或采用超声波探头获取放电产生的超声波。在高压电气设备中,用超声波检测局部放电的方法早已有人进行过大量的研究,由于振动波要经过多种物质(金属、绝缘体、气体)传播,经过不同的介质的传播速度和衰减程度各异,需要通过换算和经验识别,所以要精确测定局部放电定量是困难的,并且最小检测灵敏度容易受到干扰噪音的影响。

(2)化学的检测法

化学的检测法是用变色指示剂检测因局部放电使SF6分解产生的气体。当GIS内部产生局部放电时,会引起SF6气体分解,产生C2H4 , CH4H2,CO2,C2H2等活泼气体。用化学分析法对这些被分解的气体进行检查,就可以测出GIS内部发生的局部放电。该方法的试验设备体积小、重量轻,携带方便,易于操作,不受电气机械噪音的影响。离线的化学检测方法,即实验室油色谱分析发展已经成熟,积累了很多故障诊断经验,分析过程相对较为复杂,分析时间较长。目前,化学检测法的在线监测正在逐步推广,包括油色谱在线监测,油中氢气浓度在线监测等,反映了不同气休的动态特性,具有更好展现电气设备内部变化的能力。但是,化学检测法只是一种定性的检测的方法,对于发现缓慢性的早期潜伏性故障较为灵敏,但对于突发故障一般很难及时发现并作出预测。

(3)光学方法

由于局部放电产生光辐射,可以用一种安装在GIS内部的光传感器进行测量。一般采用的检测器包括一只传感器和一台控制单元。传感器装在金属外壳的窗口上,以便检测GIS内部局部放电产生的光信号,测量到的信号通过电缆送到控制单元进行处理。使用这种方法时,需要在GIS的密封外壳上开窗,会受到背景干扰的影响。

(4)红外线方法

红外测量是基于局部放电点的温度升高,利用红外探测仪的热成像院里实现热点测量。但由于电气设备结构和传热过程复杂,利用热红外成像方法直接检测设备内部的局部放电信号比较困难。

常规的电气检测方法主要有以下几种:


(1)超高频法

超高频局部放电检测技术是近年来得到较快发展的一种检测方法。在一些电力设备中(如GIS,电力变压器,电缆,变压器,电机)的检测中已经得到了广泛的应用。这种方法的基础是:在高压力的SF6中,局部放电总是在很小的范围内发生,因此具有极快击穿时间的特征。超高频局部放电检测利用局部放电所产生的超高频信号(30-300MHz)电信号,实现局部放电的检测和诊断,并实现抗干扰。超高频局部放电检测可以通过检测远大于传统测量频率的局部放电信号来对电力设备进行监测和诊断,可以在一定程度上消除干扰的影响,从而实现脉冲信号的精确提取。利用超高频法研究局部放电,克服了传统脉冲电流法测量频率低,频带窄的缺陷,可以较为全面的了解局部放电的本质特征。但这种方法所使用的天线成本过高,因而应用并不是特别广泛。


(2)内部电极法

该方法是将GIS设备法兰稍加改造,在法兰内部加装金属电极,该电极与外壳构成祸合电容,以此电容传感器提取局部放电的脉冲信号。当采用两个电容传感器时即可进行GIS设备局部放电定位,由GIS设备局部放电信号到达两个传感器的时间差确定放电点。另一种内电极法是在盆式绝缘子内靠近接地端预先埋设一个电极,由此与外壳构成耦合电容。内部电极法受客观条件限制,内电极只能在厂家生产过程中预埋设,现场安装往往不易实现。

随着电力系统自动化水平的不断提高,智能化的检测设备已开始出现并将逐步取代传统的一、二次分离的设备,智能化采用新型的电流电压互感器,不仅测量性能优越,并且可做到实时监测,从而实现真正的状态维修。

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