GIS局部放电带电检测技术分析与现场应用

徐其

摘要：当前我国电力行业相对于先前有了较大的发展，供电质量持续提升，供电效果明显好转，但是在用电设备使用过程中，出现的局部放电问题相对较多，给整个供电线路带来的负面影响明显。其中，GIS设备出现的故障类型相对较多，这不仅带来了较大范围的停电问题，同时也增加了较多的电量损失。本文从GIS局部放电带电检测技术类型分析入手，研究了提升GIS局部放电带电检测技术现场应用效果的要点。

关键词：GIS设备;局部放电带电检测技术;现场应用;分析

中图分类号：TM591;TM855文献标识码：A

引言

GIS设备属于气体绝缘金属封闭开关设备，在使用的过程中，有着占地面积相对较小，运行可靠性也相对较高，检修周期也相对较长等优势，在我国电力系统中使用较多。在对GIS设备进行检修时，虽然可采用停电试验的方式进行，但传统的停电试验检修的方式，不能得到GIS设备的真实情况，特别是高压设备绝缘劣化问题是一个长期累积的结果，在停电试验状态下，GIS设备的故障不能被有效发现。因此，对GIS局部放电带电检测技术与现场应用进行分析有着较为重要的意义。

1.GIS局部放电带电检测技术类型

1.1特高频检测技术

GIS设备在运行时，往往充有高压SF6气体，绝缘效果较好，击穿场强也相对较高。出现局部放电后，在较小的范围内会产生较快的气体击穿，随之出现很陡脉冲电流，持续时间非常短。GIS腔体中的脉冲信号在传播时，会产生电磁谐振，带来的电磁波信号频率能够达到几千赫兹。

相关研究发现，GIS设备中传播特高频电磁波时，不仅会产生横向电磁波，同时还会形成横向磁波与横线电波。电磁波属于非色散波，在GIS设备中，电磁波可以较多地进行频率传播，随着频率的增加，衰减效果也在增加。但是横向电波与横向磁波也有着较大的不同，只有在信号频率超过截止频率时，才可以实现传播。GIS设备是同轴结构，在传播波方面优势明显，因此，信号在GIS设备传播时，出现的衰减较少，例如盆式绝缘子时，电磁波信号会朝外传播。

选择使用特高频法对GIS设备局部放电进行带电检测，主要就是以局部放电时出现的电磁波，使用特高频传感器接受电磁波信号，并对接受得到的电磁波信号进行分析，从而实现对局部放电源、缺陷类型、异常信号等精准检测。该种检测方法在对GIS设备进行检测时，检测灵敏度相对较高，对于低频电波也有着较强的抗干扰能力。在现场对GIS设备进行检测时，可选择使用该方法进行带电检测。按照带电检测传感器位置的不同，可分为外置传感器与内置传感器。对于内置传感器有锥形传感器与平板式传感器，在进行在线监测时，内置传感器的使用效果较好，可取得较好的检测灵敏度，抗干扰效果也较强，但是最大的不足之处就是安装与制作的成本相对较高。选择使用外置传感器进行检测时，虽然成本较低，但是周边的环境会对整个检测带来较大的影响，特别是在进行缺陷判断时，带来的干扰较大。

在现场使用该检测技术时，按照检测频率的不同，可分为窄频监测与宽频检测两种，其中宽频检测的范围在300MHz与1500MHz之间，可以较好实现对局部放电信号的检测，但是抗干扰方面相对较弱，干扰信号容易被当做局部放电信号。窄频监测有着较好的抗干扰能力，但是不足之处是对真实放电信号可能会漏测。因此，在进行现场检测时，可选择使用窄频监测与宽频检测相结合的方式，具体操作时，可首先使用宽频检测技术对GIS设备开展普测，如果有异常信号，则选择使用窄频检测进行二次检测。

1.2超声波检测技术

GIS设备在出现局部放电情况后，内部的分子之间会出现非常激烈的碰撞，从而形成一种压力，这种压力的存在会产生冲击，由于冲击而产生声波或者振动，并以球面的方式朝外传播，频率介于20-100kHz的声波属于超声波。在SF6气体中，超声波以纵波的方式传播，表现出的衰减较为明顯，但是在金属壳体、绝缘子及带电导体中传播时，不仅有横波还有纵波，在固体中传播时，横波出现的衰减相对偏少。因为超声波的波长相对较短，且表现出明显的方向性，所以其带来的能量相对集中。

选择超声波检测技术对GIS设备局部放电情况进行带电检测，就是将压敏传感器放置在GIS设备上，接受设备上的超声波信号，通过超声波信号对GIS设备内部的结构进行判断，精准掌握GIS设备内存在的异常振动缺陷或者局部放电问题，在检测到之后能够对这些问题实现精准定位。

超声波传感器在使用时，可分为非接触式传感器与接触式传感器两类。在对GIS设备进行带电检测时，使用的接触式传感器相对较多，但是现场检测时，可选择使用非接触式传感器对外部干扰进行识别与定位。按照结构形式，可将超声波传感器分为差分式与单端式，前者能够较好一直共模干扰，检测灵敏度较高，后者结构相对简单，带负载能力也相对较强。因为超声波检测技术在对GIS设备局部放电情况进行检测时，使用较为方便，且抗现场电磁干扰能力较强，因此，当前使用超声波检测技术的情况较多。但是从超声波检测技术的使用情况来看，在具体操作时受到机械振动、附近施工等因素的影响，会给检测结果带来影响，因此在使用该技术时，应注意排除上述因素带来的影响。

1.3 SF6气体成分分析技术

GIS设备中包含的SF6气体较多，同时，GIS设备中绝缘材料在局部放电的影响下，会和少量水分出现反应产生较多的分解物。相关研究发现，在GIS设备出现放电情况时，放电的类型、强度的不同，产生的分解物也有着较大的不同。因此，可根据SF6分解产物的不同，实现对设备缺陷类型的判定。选择使用SF6气体成分分析方法时，若GIS设备属于内部放电检测时，整体的灵敏度偏低，因此，相对于前两种检测方式，使用的次数相对偏少。但是在部分情况下，选择这种方法时要以上述两种方法进行有效补充。因此，在对GIS设备局部放电带电检测时，通常情况下要将上述三种方法结合使用，相互补充，可取得较好的检测效果。

2.提升GIS局部放电带电检测技术现场应用效果的要点

一方面，持续加大对GIS局部放电带电检测技术人员的培训工作。从当前GIS局部放电带电检测工作开展情况来看，在很多方面仍旧不能满足实际工作需要，制约了工作质量的有效提升。因此，为了更好提升GIS局部放电带电检测技术的使用效果。应当加大对具体操作人员的培训力度，在具体培训的过程中，应当注重理论和实践两个方面的培训。在理论培训的过程中，需重点避免传统的灌输式培训存在的弊端。同时，对于理论培训内容的选择也非常关键，防止传统的老套地测防治水理论给培训带来的负面影响，注重将当前最新的GIS局部放电带电检测技术理论，使用系统化的方法讲授给一线工作人员，确保技术人员的理论水平能够得到及时有效的更新。同时，还应当注重实践培训所占的比重，在实践培训中，注重让技术人员到具体工作做的较好的一线现场进行参观考察，锻炼工作水平，为GIS局部放电带电检测技术水平的提升打下坚实的人才基础。

另一方面，全面加强GIS局部放电带电检测技术实施的落实，从当前GIS局部放电带电检测工作开展情况来看，虽然在顶层设计的层面对各项技术活动的开展打下了较好的基础，但是从具体技术落实情况来看，整体还有着较大的提升空间。因此，为了更好发挥出各项检测技术的效果，在具体实施的各个环节需形成良性的监督管理机制，在各个检测实施过程中，应有具体的监督人员在现场进行现场监督，确保各项检验技术能够落到实处。此外，这个过程应当加强对GIS局部放电带电检测技术应用效果的研讨，总结各项技术应用的优势与不足，从而更好提升检测效果。

3.结束语

综上分析，全面提升GIS设备局部放电带电检测效果非常关键，但是从当前GIS设备局部放电带电检测情况来看，在很多方面仍旧有着较大的提升空间，因此，这就需要在进行GIS设备检测时，全面掌握GIS設备局部放电带电检测技术要点，结合GIS设备使用需求，采取针对性的措施，全面提升带电检测实效。

参考文献

[1]郝海燕.非接触式带电检测技术在GIS局部放电检测中的应用比较[J].电子制作，2019（22）：21-22+39.

[2]宋东波，黄洁，杨为，秦少瑞，张国宝.550kV气体绝缘金属封闭开关内部部件松动的带电检测分析[J].电气技术，2019，20（11）：112-116.

[3]张连根，路士杰，李成榕，崔博源，吴昱怡.气体绝缘开关中表面金属异物长期局部放电稀疏性特征的观测[J].电工技术学报，2019，34（18）：3928-3936.

[4]杨宁，毕建刚，弓艳朋，杨圆，常文治，许渊，高群伟，尹军华.1100 kV GIS设备内部缺陷局部放电带电检测方法试验研究及比较分析[J].高压电器，2019，55（08）：37-47+57.