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科研动态

GIS局部放电检测的几种可行性办法探讨及各自的

时间:2015-08-05 09:02??阅读:
      随着电力系统的不断发展,GIS设备的大量应用,绝缘故障日益成为影响GIS设备可靠性的重要因素之一。 GIS设备局部放电往往是绝缘故障的先兆和表现形式,因此有必要对GIS设备局部放电进行在线监测。针对这个问题, 本文进行深入的探讨。

     GIS(GAS INSULATED SWITCHGEAR)是气体绝缘全封闭组合电器的英文缩写,由断路器、隔 离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成。这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中,在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体,也称SF6全封闭组合电器。

     由于GIS具有运行安全可靠、结构紧凑、配置灵活、环境适应能力强、检修周期长、安装方便 等特点,自六十年代实用化以来,其发展速度非常快,从开始的几千伏等级已发展到220KV、500KV、 750KV等级,有些国家正在发展1000KV等级的GIS。在我国GIS设备正在向高电压设备的主流方向 发展,63~500KV电力系统中,GIS的应用已相当广泛。据不完全统计,我国已投入的110KV等级 以上的GIS间隔超过1000个,其在电网中占有越来越重要的地位。

     过去,人们普遍认为GIS属于无需检修或检修周期长的设备。但根据CIGRE的调查,目前由于 各种因素的影响,GIS的故障远高于IEC推荐的每百间隔1年0.1次的水平。就国内而言,则发生了 十多起比较严重的GIS事故。从近40年的运行经验来看,绝缘故障始终是影响GIS可靠性的重要因 素之一。研究表明,GIS设备内部故障以绝缘故障为多。GIS设备一旦发生故障,引起的停电时间 长,检修费用高,损失巨大。为了防止GIS内部故障的发生,随时掌握设备的运行工况,及时发现设备的隐患,对GIS进行在线状态监测是很必要的。
 
    多年的运行经验证明,由于设备内部中的金属微粒、粉尘和水份等导电性杂质,特别是金属微粒的存在引起GIS内部放电已经不容忽视。而且,GIS设备局部放电往往是绝缘故障的先兆和表现形式。
 
   GIS在正常的运行电压下不允许有局部放电存在。一旦由于某种缺陷造成局部放电,如尖端导 致电场不均匀;导电微粒在高电场下跳动产生放电以及部件松动、接触不良放电,都会极大地降低 GIS绝缘强度。电弧放电引起SF6气体的分解,绝缘性能下降,严重影响电场分布,导致电场畸变, 绝缘材料腐蚀,反过来加剧局部放电的发展,最终引发绝缘击穿,导致GIS等设备故障。

      当GIS设备存在导电性杂质时,会因局部放电而发出不正常声音、振动、产生放电电荷、发光、 产生分解气体等异常现象。因此局部放电是GIS设备状态监测的重要对象之一。GIS可能出现不同类型的局部放电,如浮电位部件放电、金属颗粒放电、尖端放电、固体绝缘内部缺陷放电等。局部放电类型识别主要依据放电信号的波形特征,这些波形来自于实验室模拟试验和已被验证了的现场检测。在局部放电在线检测中,如果检测到放电信号,并确定为GIS内部的局部放电,则可以把所测波形和给定的局部放电波形进行比较,确定其局部放电的类型。因局部放电经常是断续发生的, GIS局部放电在线检测需要定期进行,或进行一定时期的在线监测。

     目前,GIS局部放电的监测方法有SF6气体的监测、振动法、超声波法、VHF法和UFH法等。 其中振动法、超声波法、VHF法和UFH法是在不同的频率段对局部放电进行监测的,频率范围为: 振动法5KHz-20KHz,超声波法20KHz-100KHz,VHF法40MHz-300MHz,UFH法300MHz-1.5GHz。

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