GIS局部放电检测
(一)GIS设备局部放电带电检测原则
考虑到GIS设备的结构特点和安全运行要求，应对GIS局部放电的检测方法应满足以下要求：
1. GIS设备局部放电检测方法应满足在线检测的技术条件要求，实现对GIS设备运行状态的全过程监督。
2. 对微小局放现象应持续关注，做好记录，避免突发性故障发生，同时为停电检修提供数据支持。
3. 局放点定位应准确，避免扩大GIS设备停电范围。
(二)GIS设备局部放电带电检测策略
GIS设备具有布局紧凑，占地面积小，绝缘良好，检修周期长，运行过程可控性好等优点，但也带来现场设备间距较小，电磁环境复杂，常规试验方法检测难度提高等问题。可在GIS设备上开展的局部放电检测方法包括电测法中的超声波法，高频检测，超高频/特高频检测方法以及脉冲电流法。还包括非电测法中的分解产物分析法，超声波法，紫外线/红外线检测法等。目前电力公司GIS设备局部放电检测方法主要采用超声波法和特高频法两种检测方法相结合，在实际工作中收到了良好的效果。
1.超声波法
GIS设备内部发生局部放电时，对外表现为冲击振动，这种冲击和振动以声波的形式沿着GIS内部SF6气体以及设备壳体以声波的形式传播开来，其波形包括纵波、横波以及沿面波。根据不同波形特征其传播途径也不同，纵波主要穿过SF6气体沿直线转播，横波则会沿着设备外壳或绝缘盆传播，可利用预置在设备壳体上的传感器进行接收，无预置传感器或现场情况较为复杂时可将手持式传感器贴在检测点上进行检测。
该方法其优点在于与电气设备无电磁方面联络，受设备运行方式及所处电磁环境影响较小，设备便携性，易用性，对不同环境的适应能力较强，同时该类型检测设备己使用较长时间，积累了一定的使用经验，对局部放电定位精度较高。其缺点也很明显，由于GIS设备为腔体结构，超声波在传播过程中在腔体内多次反射，在不同介质交界面也会经过反射与折射这就造成多个波形的干涉和叠加，对后期信号处理工作造成影响较大。此外，每个超声波探头的探测距离有限，在高电压等级复杂布置的GIS设备区进行局部放电检测工作强度较大，需预置的内置式探头也较多，存在一定的安全隐患。同时预置式探测器误报率也较高。
在生产实际中由于GIS设备的一体化布置，连接变压器或电压互感器的GIS设备运行振动较大，这种振动会严重干扰超声检测装置正常检测。特别是户外布置GIS设备受环境噪声影响这种干扰更加强烈。从检测经验看由于声波在SF6气体中传播衰耗很大，超声波法仅对金属颗粒引起的局部放电具备较高的灵敏度。从试验人员处还了解到，超声波法检测准确度受探测器与GIS外壳贴合度，粘贴牢固程度以及手持式仪器检测人员的个人技能水平影响较大。
2.特高频检测法
GIS设备内部发生局部放电时通常会伴生脉冲电流，脉冲电流波形中上升及持续过程极端，为纳秒级别，这种脉冲电流将激励出同样高频率的高频电磁波，GIS设备内局部放电通常对外释放的电磁波频率为0.3-3GHz，考虑GIS金属壳体对电磁波的屏蔽作用可从GIS气室间的绝缘盆处使用超高频传感器予以测量，并根据电磁波的强弱程度来判断局部放电的剧烈程度。
特高频检测法可在设备运行过程中开展测量，由于其电磁波频率较高，受其他类型电磁干扰较小，具备较高的抗干扰能力。其缺点在于局部放电定位精度较差，通过逐气室测量仅可缩小局部放电检测范围，无法明确放电位置和量化放电剧烈程度。
在实际应用中，特高频检测法受探测传感器技术条件制约灵敏度较设计值有不少差距，在设备正常运行及投切过程中误报率较高，复杂设备条件下检测过程比较复杂，对试验人员的个人技能水平要求较高。
综合上述两种方法的优缺点，建议采用两种检测方式协同工作的方法进行联合检测。
具体方法如下：
第一步在GIS盆式绝缘子处布置超高频传感器，开机测量是否存在局部放电特高频电磁波。
第二步使用超声波传感器由远及近逐个测量点进行超声信号检查，测量超声信号，然后根据如下试验象征进行故障判断：
(1) 特高频信号存在，超声波信号存在
调整特高频探测器位置使该处测量信号最强，以特高频探测器位置为中心探测两端腔体超声信号直至超声信号最强，此时可判断为所测腔体即为局部放电腔体，内部存在局部放电现象，需根据测试数据制定下一步检修计划。
(2) 特高频信号存在，超声波信号不存在
调整特高频探测器位置，观察示波器所显示检测到的信号频率分布，判断检测过程是否收到周围能产生类似特高频信号电气设备的影响，如果有则排除干扰再行测试一次，如无干扰则标记该设备，观察一段时间后再行测量判断。
(3) 特高频信号不存在，超声波信号存在
此时检查被测设备以及与其相连的其他设备是否存在机械振动，或受其他设备影响自身发生振动，检查GIS设备伸缩节是否工作正常，检查GIS设备沉降指示器是否正常。同时变换特高频探测器位置，防止因为屏蔽作用造成特高频信号漏检，同时将该设备列入重点观察对象。
上述措施，在进行特高频信号检测的同时进行超声波信号检测，可以有效发挥两种检测方式的优势，从试验方法上避免复杂现场环境下各类型的干扰，能够在现有技术及人员水平条件下较大幅度的提升局部放电带电检测的准确性，有利于提高设备对设备运行状况的判断能力。
关注微信公众号