电力系统设备中的故障很多,在众多故障之中对电力系统设备影响最大的就是局部放电。局部放电的存在会加速电力设备系统的老化,这种放电会击穿绝缘层,导致绝缘气体的泄漏。局部放电故障如果不及时处理,时间久了就会造成电力系统设备的运行故障,甚至瘫痪。所以局部放电线现象是一个不可忽视的隐患。局部放电是指电力系统的局部位置异常放电,但是没有造成绝缘层的击穿。局部磁场和电场的畸变或聚集都有可能导致局部放电的发生,它本质上是电力系统设备故障的外在表现。局部放电所产生的光信号,电信号,磁场信号,以及热信号,可以为判断故障类型和故障点突破口。
局部放电所产生的光信号,电信号,磁场信号,以及热信号可也表征出设备的绝缘劣化的情况,即设备不同的绝缘劣化情况会体现在其发生局部放电时的放电特征。用测量局部放电强度的方式来判断电力系统设备的绝缘情况比其他方法要精确的多。局部放电己经成为评价电力系统设备绝缘情况的重要标准,由于这一标准的合理性,被人们广泛的接受。
以下电力系统设备的故障可能导致局部放电情况的发生:包括运行过电压、雷电波冲击、谐波畸变等。设备本身的原因:包括绝缘材料不均匀、内部存在空洞和杂质、导体表面存在凸出部、绝缘强度的不足等。下图为导致设备局部放电的因素。
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导致设备局部放电的因素
1. 特高频法:特高频法顾名思义就是检测局部放电发生时所产生的高频电磁波。特高频传感器主要使用高通滤波器做成,局部放电发生时会产生高达3G赫兹的电磁波,这是由于绝缘层的厚度和绝缘能力都较高,当发生高压击穿时会产生上升沿为一纳秒的脉冲信号,所以会产生频率相当之高的磁场。而这些高频电磁波又和低频的电磁波相区别。低频的电磁波主要是有电晕现象所产生的。只对高频信号进行采集就可以避免电晕等现象产生的影响。所以特高频法的抗干扰能力较强,准确度较高。利用特高频法可以实现局部放电的判断与检测,以及故障点的定位。下图为特高频法的原理图:
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特高频法示意图
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超声波检测法原理图
4. SF6气体组解体组分法:GIS设备中往往冲着绝缘气体六氟化硫,有时间一长六氟化硫就会分解成四氟化硫,二氟化硫,二氟化二硫等多种气体的混合物。由于局部放电的位置会产生六氟化硫的分解物,所以可以根据化学的方法来检测又没有局部放电的发生,这种方法简单快捷,能够快速的判断故障点所在的位置,且成本较低。