GIS母线支撑绝缘子气隙放电综合诊断与分析

GIS是电力系统的重要设备,局部放电是导致GIS缺陷的主要原因之一。文中结合实际工作中发现的一起GIS母线支撑绝缘子局部放电案例,介绍了如何利用特高频检测法判断局放类型,介绍了特高频时差法定位原理及利用脉冲时延定位法对GIS缺陷进行定位,通过对异常设备的解体检查,以及解体后通过X射线扫描验证,准确发现GIS母线支撑绝缘子存在的气隙缺陷,为GIS设备局放缺陷检测、诊断、定位提供参考依据。     

基于声光联合法发现的GIS内部绝缘子裂纹引起的局部放电缺陷

首先阐述气体绝缘金属封闭开关设备(gas-insulated switchgear, GIS)局部放电带电检测的现状，然后介绍一起应用超声波、特高频等带电检测技术发现的GIS内部支撑绝缘子裂纹引起的局部放电缺陷案例。综合分析该缺陷的超声波、特高频信号特征以及SF₆分解物测试结果，对缺陷进行精确定位。经解体检查以及绝缘件返厂完成局部放电和X光探测检查，发现异常局部放电信号是GIS内部某绝缘件上的微小裂纹引起的。最后结合该案例，对GIS局部放电带电检测技术提出相关建议。     

检测GIS固体绝缘内部放电缺陷的特高频和X射线数字成像联合方法研究

相比超声波局部放电检测法,特高频局部放电检测法对GIS固体绝缘内部放电缺陷检测灵敏度和定位精度较高,但无法确证此类缺陷部位和类型,据此制定的设备检修策略难以保证完善、准确。因此,文中研究了特高频局部放电和X射线数字成像联合检测GIS固体绝缘内部放电缺陷的方法,使用特高频局部放电检测法对固体绝缘缺陷进行检测和定位后,在设备检修期间应用X射线数字成像技术对缺陷进行可视化确证。该方法在某110kV变电站110kV GIS的带电检测中成功发现隔离开关绝缘拉杆内部电树枝缺陷,表明了该方法有助于提升GIS固体绝缘内部局部放电的检测和定位效果,为检修提供可靠依据。     

检测GIS固体绝缘内部放电缺陷的特高频和X射线数字成像联合方法研究

相比超声波局部放电检测法,特高频局部放电检测法对GIS固体绝缘内部放电缺陷检测灵敏度和定位精度较高,但由于无法确证此类缺陷部位和类型,据此制定的设备检修策略难以保证完善、准确。因此,本文研究了特高频局部放电和X射线数字成像联合检测GIS固体绝缘内部放电缺陷的方法,使用特高频局部放电检测法对固体绝缘缺陷进行检测和定位后,在设备检修期间应用X射线数字成像技术对缺陷进行可视化确证。该方法在某110 kV变电站110 kV GIS的带电检测中成功发现隔离开关绝缘拉杆内部电树枝缺陷,表明该方法有助于提升GIS固体绝缘内部局部放电的检测和定位效果,为检修提供可靠依据。     

一起GIS固体绝缘件局部放电缺陷的定位与分析

随着电气设备状态检修工作的开展,带电检测技术在输变电设备状态检测中发挥了越来越重要的作用。文中介绍了利用带电检测技术发现的一起GIS柱式绝缘子内部气隙放电缺陷的定位与分析过程,首先利用特高频法局部放电检测技术,结合谱图特征对放电类型进行了确认;随后利用高速示波器各通道信号到达的时延同时结合设备内部结构,对缺陷位置进行了精确定位;最后对异常位置绝缘件进行X射线数字成像检测及局部放电测量,发现其内部存在气隙缺陷,放电量严重超标,证明了定位分析的正确性,并对局部放电特征随施加电压的变化情况进行了分析。总结分析了各局部放电检测技术的优缺点,为GIS绝缘缺陷的诊断分析提供参考。     

GIS局部放电检测中特高频法与超声波法灵敏度的对比研究

为对特高频法和超声波法在GIS设备局部放电检测中的灵敏度进行对比,以实际的GIS设备为基础,建立了一套220kV GIS局部放电检测平台,模拟了实际中较为常见的5类放电缺陷,利用特高频法和超声波法对5类缺陷在不同电压下的局部放电同时进行了测量,并对两者获得的起始放电电压、平均视在放电量、放电次数和放电幅值进行了比较。试验结果表明:特高频法对上述5类局部放电的检测均较为灵敏;超声波法对GIS设备中绝缘子表面自由金属颗粒缺陷、绝缘子表面设备外壳内侧金属尖刺缺陷以及高压导体接触不良缺陷引起的局部放电的检测较为灵敏,但与特高频检测法相比,灵敏度仍然略低。因此建议以特高频作为GIS设备内部缺陷检测和诊断的主要手段,超声波法为辅助检测手段。     

基于特高频时频分析的GIS盆式绝缘子缺陷分析

为更有效在现场开展GIS局部放电检测,及时准确发现设备内部缺陷,特别是盆式绝缘子局部放电缺陷,文中研究了基于特高频时频定位分析的GIS局部放电综合定位方法。将多通道时延定位法和多通道小波时频分析法联合应用,通过局部放电特高频信号的时域和频谱变化特征,结合设备内部结构、装配工艺等情况,实现GIS局部放电综合精确定位。该方法在某500kV变电站220kV GIS带电检测中进行了应用,精确定位一处盆式绝缘子表面放电缺陷。表明文中研究的基于特高频时频定位分析的GIS局部放电综合定位方法有助于准确定位GIS内部缺陷,针对性指导设备检修工作,缩短检修时间,有效提高检修效率。     

550 kV GIS盆式绝缘子多气泡放电的测试与诊断

为了提高现场气体绝缘全封闭组合电器(GIS)绝缘缺陷的诊断能力,提升特高频(UHF)法在现场的检测经验,该文对一起550 kV GIS盆式绝缘子多气泡放电开展了详细的测试与诊断。首先在现场利用UHF法检测发现了550 kV GIS盆式绝缘子的异常信号,该信号呈气隙放电特征。对该盆式绝缘子更换返厂后开展了耐压、局部放电、雷电冲击、X射线探伤等试验,同时采用UHF法和脉冲电流法对盆式绝缘子局放信号进行检测,并对比了雷电冲击试验前后放电特性的变化。最后利用时差定位统计和多源放电分离方法开展了进一步的诊断分析。结果表明:该盆式绝缘子内部存在8个气泡,呈线性状分布,UHF和脉冲电流法两者信号幅值正相关;随着电压的升高,放电谱图逐渐由单气隙放电转为多气隙放电特征;在耐受雷电冲击后,盆式绝缘子的局部放电起始电压下降,熄灭电压不变,相同电压下UHF信号幅值与局放量变大;时差统计和多源分离表明,该盆式绝缘子UHF信号呈多源时差和聚类特征,与X射线结果一致。该文研究结果可为GIS UHF检测与诊断提供现场经验。     

基于特高频法的500kV GIS带电检测

在介绍特高频检测法原理的基础上,分析了某500kV变电站户外气体组合电器(GIS)设备的带电检测,采用特高频信号时差法对缺陷定位,缺陷为隔离开关静触头支撑绝缘子内部螺栓端部空穴放电,局部放电的原因为端部存在空穴,解体与检测结果一致,结论是特高频检测法可精准地确定局部放电故障缺陷类型和位置。     

GIS固体绝缘缺陷所激发特高频信号时频特征研究

利用特高频局部放电检测方法及时发现并处理气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)内部固体绝缘缺陷,是GIS设备运维的重要手段。目前将异常特高频信号与现行标准、规范和典型模拟缺陷图谱进行比对从而诊断缺陷类型及严重程度的方法,因现场情况复杂、设备结构各异,准确性有待进一步提升。因此文中针对现场检测中发现的GIS固体绝缘表面放电缺陷和内部气隙放电缺陷,研究该类缺陷所激发特高频局部放电信号的PRPS统计图谱特征,并利用傅里叶变换和连续小波变换分析单次特高频原始脉冲的频谱特征和时频特征。通过总结各类典型固体绝缘放电缺陷信号的脉冲持续时间、放电次数、相位宽度、极性效应、频域分布和时频特征等变化规律,有助于优化特高频检测频带,提升绝缘类缺陷的检测灵敏度,有利于检测人员更加准确进行放电类型识别和缺陷综合诊断,提升现场缺陷检测和诊断水平。     

特高频和超声波局部放电综合检测技术的应用

应用超声波法和超高频法综合检测技术,对GIS、开关柜及部分异常设备进行检测。发现GIS及开关柜等多起设备隐患,并采取相应措施进行了处理,确保了电网的安全运行。超声波法和超高频法均是现场局部放电的主要检测方法,超声波法对自由颗粒缺陷具有较高的灵敏度;超高频法对设备内部的金属尖端放电、接触不良放电、GIS盆式绝缘子上的自由金属颗粒和内部缺陷反映较灵敏,使用时可根据实际情况进行选择。     

GIS中局部放电测量用超高频方法的研究

分析了GIS中局部放电测量用超高频宽带和窄带两种方法的优缺点。实验室中模拟GIS常见 3种故障(母线上有固定金属微粒 ,盆式绝缘子表面有污秽和内部有气泡 )的超高频宽带法和窄带法局部放电测量表明 ,窄带法得到的同种故障时域波形很相似 ,而不同故障则差别较大 ,有明显的可分性。因此窄带法更有利于提取局部放电模式识别的特征参数     

GIS局部放电特高频信号特征的研究

为了研究GIS（全封闭气体绝缘组合电器）设备内部各种不同类型局放故障的特高频信号特征,利用实际的110kVGIS母线段建立了一套GIS局部放电试验平台,并在试验平台上进行了高压尖端、地电位尖端、盆式绝缘子表面金属颗粒、悬浮电位放电和绝缘子内部缺陷等几类典型缺陷模型的局放试验,获取了不同缺陷的图谱资料。试验结果表明,依据特高频信号的特征,可以对不同类型缺陷进行区分。     

开关柜局部放电检测技术应用

文中分析了一起典型的某变电站高压室内开关柜局部放电缺陷案例。通过暂态对地电压(TEV)、超声波测试数据较往年数据突增判定该高压室存在异常局部放电信号。为实现故障位置的精准定位,综合采取了暂态对地电压(TEV)定位法、超高频(UHF)局部放电检测与定位方法;结合该型号开关柜的内部结构给出了故障位置范围,并通过停电检查确认了缺陷诊断分析的正确性。测试表明:对于内部缺陷TEV检测较超声波检测灵敏;随着检测距离增大,UHF信号及TEV信号幅值均减小,可通过该原理进行局放源定位;随着检测距离增大,UHF信号及TEV信号到达时间变长。给同类案例的处理积累了经验。     

GIS中电磁波传播特性的试验研究

GIS内部的局部放电会在腔体中激励超高频（UHF）电磁波信号,局部放电信号可通过超高频传感器进行检测。为研究UHF信号在GIS中的传播特性,在GIS内设置了导体尖端和悬浮电位放电模型,内置式传感器的信号与用示波器在盆式绝缘子浇注孔测试到的UHF信号进行比较。试验结果表明,UHF信号在GIS内有一定的衰减,外置式传感器测得的信号比内置式的衰减大。     

GIS局部放电特高频在线监测系统传感器配置方案研究

笔者通过在一个220 kV GIS线变间隔断路器气室、母线气室和进线气室安装尖刺故障模型,在盆式绝缘子和绝缘衬垫上进行检测,验证了特高频传感器的灵敏度及衰减特性。结果表明:在外加电压7 kV、视在放电量为5 pC的试验条件下,UHF传感器就可以准确地检测放电信号,并准确判断放电类型及故障位置。试验发现局部放电产生的电磁波经过L型、T型、断路器仓、CT等结构,发生了明显衰减。不带金属屏蔽环的盆式绝缘子和绝缘衬垫,更有利于检测放电产生的电磁波信号。根据测试结果提出了合理的GIS局部放电特高频在线监测系统传感器配置方案。     

局部放电特高频检测校准影响因素研究

局部放电特高频(UHF)法广泛应用于电气设备在线监测,由于UHF信号传递函数的影响因素相当繁复,至今未能实现定量校准。为研究UHF检测技术定量校准的影响因素,分析了典型局部放电源的放电机理,通过试验研究了UHF信号的传播规律以及天线测量特性。研究表明,基于特征参量放电量的UHF检测校准可靠性与放电源有较大关联,电晕放电与悬浮放电的校准曲线更能准确表征设备绝缘缺陷的严重程度,内部气隙放电与沿面放电的准确性则相对较差。UHF信号能量衰减至平稳期所需距离随频率增高而变小,而UHF信号频率变化时不影响传感器在不同角度测量的信号能量衰减变化规律。因此,UHF信号校准必须综合考量具体的放电类型与测量条件。研究结果可为构建UHF校准体系的进一步研究提供参考,对推进UHF法在电力设备故障诊断和绝缘状态评估中的应用具有重要意义。     

一次GIS避雷器中的局部放电在线检测和故障分析

运用超声波法和特高频法相结合的局部放电检测技术,发现和定位了运行中的220 kV站GIS(全封闭组合电器)避雷器气室内部的局部放电,对放电源的类型进行了详细的分析和判断,确定为浮电位部件放电类型。通过停电解体检查证实了检测和分析诊断结果的准确性,为应用带电测试技术积累了经验。     

GIS中局部放电特高频信号采集系统

研制了一套GIS中局部放电的特高频检测系统。用特高频天线和频谱分析仪采集局放信号,通过GPIB卡传送给计算机进行分析处理,并在GIS中构造了一种常见的故障类型,对该系统进行了验证。实验结果表明,该系统能够采集到GIS中局部放电产生的特高频信号。     

UHF PD detection in gas-insulated switchgear-suitability andsensitivity of the UHF method in comparison with the IEC 270 method

UHF partial discharge detection in gas-insulated switchgear (GIS) has advantages over the conventional method. For example, UHF PD detection allows the suppression of high frequency disturbances external to the GIS. UHF PD measurements have been compared with measurements using the conventional IEC 270 method under conditions that approximate service conditions for a range of defects