基于UHF检测技术的GIS缺陷设置方案

李 宁，李巧荣，杨 亮

（1.国网疆南供电有限责任公司，新疆 喀什844000；2.国网新疆培训中心，新疆 乌鲁木齐830013）

随着电力工业状态检修工作的进一步推进，如何准确把握设备健康状态成为科学有效开展状态检修工作的关键。根据近两年国内外状态检测技术大量现场应用取得的成效来看，各类新的状态检测和诊断技术将逐步取代传统的停电预防性试验，为实现真正意义上的状态检修提供有力的技术支持。为更好地规范和指引各类状态检测和诊断技术的现场应用，迫切需要建立带电检测技术实训基地，对推动国家电网公司“大检修”体系建设具有重要意义。

1 UHF检测技术

当GIS内部产生局部放电时，所产生的超高频电磁波会由放电点位置不断向远处传播。GIS的管体结构类似于波导，超高频电磁波在传播时衰减较小，因此能传播较长的距离，但是在GIS管体的拐弯、T形连接、盘式绝缘子和电流互感器的引出端处，有比较明显的衰减。当GIS内部的超高频信号传到盘式绝缘子处时，部分信号通过绝缘缝隙辐射到GIS设备的外部，在缝隙处产生二次辐射，且缝隙宽度不会对辐射强度产生决定性影响。因此，在GIS外部的盘式绝缘子处放置超高频传感器天线，可以检测到其内部局部放电的超高频信号，进而判断GIS内部的局放情况。超高频局放检测原理如图1。

图1 超高频局放检测原理

2 缺陷类型

GIS的绝缘故障多发生在固体绝缘的表面。局放产生的原因有几种：①绝缘体内部存在自由移动的金属微粒；②绝缘体内或高压导体上存在针尖状突出物；③由于制造原因在绝缘表面上可能存在固定的微粒；④附近存在悬浮电位体或导体间连接点接触不好；⑤轻微局放或制造时造成绝缘体内部或表面存在气隙、裂纹等。缺陷设置的基本类型如图2。

图2 缺陷设置的基本类型

2.1 缺陷的设置

按照实际电力生产现场可能出现的尖端放电、悬浮放电、颗粒放电等，制作类似的缺陷放入检测设备中，模拟放电现象。

2.2 模拟尖端放电

在GIS高压导体上放置突出物，具体实施措施如图3所示，在母线导体表面缠绕铜丝一根，缠绕铜丝应该尽量远离绝缘瓷盆，防止试验过程中发生严重放电现象损坏设备。

图3 模拟尖端放电

2.3 模拟颗粒放电

方式1，在GIS钢筒底部放置金属颗粒。具体实施措施是选择不规则的金属碎屑放置在GIS钢筒底部。经过试验发现，由于GIS中充有大量的SF6气体，压力高，额定电压下可能无放电现象，经过调整金属颗粒距离导电杆的高度，可解决这一问题。

方式2，在导电杆连接处放置金属颗粒。具体实施措施是在导体十字交叉的地方，两端导体之间有大约10 cm空隙，选用直径合适的金属碎屑放于此空隙，设置自由金属颗粒缺陷。模拟颗粒放电如图4。

图4 模拟颗粒放电

2.4 模拟悬浮放电

放置悬浮金属薄膜或松动GIS本体螺扣。具体实施措施是将屏蔽环螺丝拧松至适当位置，形成导体接触不良的缺陷。模拟悬浮放电如图5。

图5 模拟悬浮放电

3 UHF检测图谱

设置完成的尖端放电缺陷，采用UHF检测技术得到如图6检测图谱。经过与标准图谱比对完全符合，能够很好地反映实际电力生产中所遇到的尖端放电现象。

图6 金属突出物缺陷模型随电压上升时的放电信号

4 结 论

本文在综合分析带电检测培训所面临的现状后，深入阐述了建设GIS带电检测培训平台的缺陷设置方案，最后对已经建设完成的GIS带电检测平台的实测UHF图谱做了简要分析，为带电检测实操培训提供了可借鉴的经验。

［1］国家电网公司生产技术部.电网设备状态检测技术应用［M］.北京：中国电力出版社，2012.

［2］王风雷.电力设备状态监测新技术应用案例精选［M］.北京：中国电力出版社，2009.