GIS超声波局部放电检测应用实例

图 ４ 信 号异 常 Ｇ Ｉ Ｓ气 室标 注 照片
３ ． ４ 建议
一 辨 上
、
．
脯
ｒ ｒ ，
二
子内 部缺陷
高
综合分析认为 ，电压互感器内部异常信号是 由于振动引起 ， 一 般 不 会 影 响设 备运 行 。但振 动 也 有 可能 会 影 响到 内部 部件 的安 全 ， 比如 一 些紧 固件等 ， 建 议 缩短 测 试 间 隔时 间 ， 跟 踪 观察 信 号 的发展 。 ４ 结 束 语 ４ ． １本文 介 绍 了 Ｇ Ｉ Ｓ 超 声 波法 检 测原 理 及 Ｇ Ｉ Ｓ主要 绝 缘缺 陷 类 型， 为超 声 波检 测 提供 了理论 依 据 。 ４ ． ２ 超声 波 法对 检 测 Ｇ Ｉ Ｓ缺 陷具有 较 高 的灵 敏性 和 有效 性 。 ４ － ３状态 检 修 明确 把 运行 中 Ｇ Ｉ Ｓ局部 放 电测 试 作为 例行 试 验 项 目， 带 电检 测也 将 Ｇ Ｉ Ｓ 超 声 波 局部 放 电测 试作 为检 测项 目之一 。 ４ ． ４ 超声 波 在传 播 过 程 中具有 较 大 的衰 减性 ，同 时绝缘 体 材 料 对 声 波 的 高 吸收 ． 陛， 使 得 超 声 波法 对 绝 缘 子 内部 缺 陷检 测灵 敏度 较 低。 应 Nhomakorabea 科 技
２ ０ １ ３ 年 第 ３ ４ 期Ｉ 科技创新与应用
ＧＩ Ｓ超 声波 局 部放 电检 测 应用实例
柳 贡 强 刘 洋 张 德 文 王 涤 非 张 宝 军
（ 黑龙 江省 电力科 学研究院 ， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ３ ０ ）
摘 要： 在 介 绍 气体 绝 缘 开 关（ Ｇ Ｉ ｓ ） 超 声 波 法检 测 原理 及 内部 绝 缘缺 陷类 型 的基 础上 ， 文章 采 用超 声 波 法对 变 电站 Ｇ Ｉ Ｓ进行 局 部 放 电检 测 中 ， 发 现 存在 局 部放 电 ， 并找 出机 械 振 动是 造 成局 部 放 电 的主要 原 因。 关键词： 气体绝缘开关； 局部放电； 超声波
参 考 文献
壳率 上的毛 刺
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自由金属 颗粒
＼－ ＼ 、 、
３ 现场 应用 使用 超 声 波 对某 变 电 站 Ｇ Ｉ Ｓ 设 备 进 行 检测 时 ， 发 现 线路 电压 互
感器有异常超声信号 ， 检测过程及诊断说 明如下。 ３ ． １缺 陷气 室测 试 图 谱 ３ ． １ ． １ Ｇ Ｉ Ｓ 气 室位 置 标 注 （ 一） 处（ 图２ ） ， 测试 图谱 如 下所 示 ： ３ ． １ ． ２ Ｇ Ｉ Ｓ 气 室位 置标 注（ 二） 处（ 图３ ） ， 测试 图谱 如 下所 示 ： ３ ． ２ 测试 数 据分 析 测试 图谱图 ２中效值、 峰值都 明显增 大许多 ， 图谱呈现竖条状 ， 这 正 是 机械 松 动 的典 型 特征 ； 测 试 图谱 图 ３气 室 中异 常 超声 信 号 相 位模式 幅值明显减小 ， 说明信号源来 自于第 一气 室 ， 即线路电压互 感器 。 ３ ． ３信号异常 Ｇ Ｉ Ｓ 气室标注照片
引言
气 体 绝缘 全 封 闭组 合 电器 （ Ｇ Ｉ Ｓ ） 是 变 电站 设备 的重要 组 成 部分 。 因其具有 占地面积小、 维护工作量少 、 检修周期长等诸多优点 ， 近年 在城 市 电 网建设 和改 造 中大 量 使用 。运 行经 验 表 明 ， 尽管 Ｇ Ｉ Ｓ的运 行 可 靠性 非 常 高 ， 但 其 内 部 不 可 避免 的缺 陷仍 可 能 引 起 事 故 ， 同 时 由于 Ｇ Ｉ Ｓ的特 殊 性 ， 不 能 依 靠 人 的感 官 发 现 早 期 故 障 ， 除微 水 等少 数 试 验项 目外 ，现 行 高 压 电气设 备 预 防性 试 验方 法 大 多无 法 用 于 Ｇ Ｉ Ｓ设备 ［ 。 超 声 波法 是 目前 检 测 Ｇ Ｉ Ｓ局 部 放 电 的重 要方 法 之 一 ， 具 有 抗 干 扰能 力 强 、 灵 敏 度高 ， 可 以通过 逐 点 测量 进 行缺 陷定 位 。 １检 测原 理 １ ． １局部放电产生的原 因 在 电气 设 备 的 绝 缘 系统 中 ，各部 位 的 电 场 强 度 往往 是 不 相等 的， 当局 部 区域 的 电场 强 度 达 到 该 区域 的击 穿 场 强 时 ， 该 区域 就会 出现放电 ， 但 放 电并 没 有 贯 穿施 加 电压 的两 导 体 之 间 ， 即 整个 绝 缘 系统 尚未 击 穿 ， 这 种现 象 称 之 为 局部 放 电 。产生 局 部 放 电 的条 件 取 决于绝缘介质中的电场分 布和绝缘电气物理性能 ， 通常局部放电是 在高 电场 强度 下 ， 在 绝 缘体 内 电气 强度 较低 的部 位发 生 的 。 １ ． ２超 声 波法 Ｇ Ｉ Ｓ 发生局部放 电时分子间剧烈碰撞并在瞬间形成 一种压力 ， 产生超声波脉冲， 这种超声波在某种速度下 以球面波的形式 向四面 传播 ， 其类型包括纵波 、 横波和表面波。纵波通过气体传到外壳 、 横 波则需要通过 固体介质（ 比如绝缘子等 ） 传到外壳 ， 当超声波传播到 外壳 时会 引起 外 壳 的 机械 振 动 ， 通 过 紧 贴 在外 壳 上 的 压敏 传 感 器 收 集超声波电信号并对信号进行分析 。 ２ Ｇ Ｉ Ｓ内部 绝 缘 缺 陷类 型 Ｇ Ｉ Ｓ内部 可 能 出现 的绝 缘 缺 陷类 型 如 图 １ 所 示 ，可 以总 结 为 以 下几个方面 ： （ １ ） Ｇ Ｉ Ｓ腔体 内可以移动的 自由金属颗粒 ； （ ２ ） 传导部分 的接触不 良； （ ３ ） 制 造 原 因在 绝 缘 表 面 可 能 存 在 固定 颗 粒 ； （ ４ ） 绝缘 体内部或者表 面存在气隙 、 裂纹 ； （ ５ ） 导体或外壳 内表面存在金属突 出物 。