GIS中盆式绝缘子表面放电特性研究

气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)在电力系统中占有重要地位,盆式绝缘子是GIS内部重要的部件,文章主要对其表面的放电特性进行了研究和探索。主要采用紫外成像技术、超声波检测技术和脉冲电流法对其整个放电过程进行了检测,通过对所得数据进行分析,得到了如下结论:①紫外光子数表现出了"饱和"特性,当电压增加到68 kV之后,继续增加电压,紫外光子数增加不明显;②在盆式绝缘子缺陷处,随着放电的加剧,带电粒子的碰撞更加激烈,发热增加,导致局部区域的体积急剧膨胀,压力增大导致超声信号不断增强。整个研究为后续GIS局部放电方面的研究提供了一定的参考。     

GIS绝缘子表面固定金属颗粒沿面局部放电发展的现象及特征

为研究气体绝缘全封闭式组合电器(gas insulated switchgear,GIS)设备中绝缘子表面固定金属颗粒沿面局部放电发展的现象及其特征,搭建了一套220 kV GIS设备沿面放电缺陷发展实验平台,采用逐步升压法对绝缘子表面固定金属颗粒的沿面局部放电进行长期试验,观察到了放电起始、发展直至沿面闪络的现象。利用测量到的局部放电随时间变化的趋势图、散点图、二维柱状图、灰度图,描述了沿面局部放电发展的现象并获得了相应的图谱特征。试验结果表明:GIS设备绝缘子表面固定金属颗粒沿面局部放电发展现象呈现出电晕放电、电晕放电和沿面流注放电共存、沿面流注放电3个主要阶段。     

表层非线性电导盆式绝缘子表面电荷分布与沿面放电特性

盆式绝缘子表面电荷积聚是影响直流气体绝缘输电管道(direct current gas insulated transmission line,DC-GIL)电场分布与沿面闪络的重要因素,因此探究绝缘子表面电荷积聚机理并提出调控方法,进而改善绝缘子沿面电场分布具有重要意义。该文搭建缩尺直流GIL绝缘子试验平台,研究不同Si C质量分数(23.1%、37.5%、47.4%)的非线性电导涂层对直流电压、金属微粒附着和极性反转工况下盆式绝缘子表面电荷分布与沿面闪络特性的影响规律。结果表明：环氧基Al₂O₃绝缘子的表面电荷极性取决于气固侧电流密度博弈结果,具有显著的场强依赖特性;非线性电导涂层可以自适应调控直流GIL绝缘子的表面电荷与沿面电场分布,显著提高不同工况下的沿面闪络电压。该文的研究结果为高可靠性直流GIL绝缘子的研发提供了一种潜在的解决方案。     

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。     

GIS盆式绝缘子表面自由金属颗粒缺陷导致局部放电的发展过程

局部放电是气体绝缘组合电器（GIS）内部绝缘损坏的外在表现。为了研究GIS局部放电的发展规律,在220 kV GIS实验腔体中设置了人工盆式绝缘子表面自由金属颗粒缺陷模型,采用阶梯升压法模拟了该缺陷下局部放电的不同发展阶段,以特高频法对各阶段局放信号进行了测量。基于测量结果,梳理了放电次数、平均放电幅值、总放电幅值、最大放电幅值等的变化规律,从而得出结论：盆式绝缘子表面自由金属颗粒缺陷下局部放电可分为放电初始阶段、放电发展阶段和放电危险阶段,且各放电阶段可用放电特征量及放电散点图的变化来表征。     

GIS盆式绝缘子内部气隙放电检测与诊断

针对一起550 kV GIS设备母线特高频局部放电异常的缺陷,根据现场带电检测对缺陷进行初步分析;其次结合局部放电重症监护系统的监测,判断该相母线内部存在间歇性绝缘缺陷放电;利用时差定位法对母线内部放电缺陷位置精准定位,通过设备返厂试验验证了现场检测与诊断的有效性,并进一步探讨盆式绝缘子出厂试验检测方法的可靠性。     

252 kV GIS盆式绝缘子沿面缺陷下SF6分解产物变化规律研究

为了模拟运行工况GIS绝缘子沿面缺陷下的潜伏性和突发性故障,分析实际运行设备中SF_6气体的分解特性,搭建了252 kV真型GIS故障仿真实验平台,并在此基础上构建了SF_6气体分解产物检测系统。对盆式绝缘子发生局部放电和闪络情况下SF_6分解产物的连续变化进行监测。结果表明:在GIS盆式绝缘子沿面缺陷的短时连续监测过程中,并未发现含硫分解产物的产生。CO_2、CF_4含量在局部放电时均未有明显变化,且在发生多次闪络击穿后,两者的含量增加了7～10倍,可将其作为绝缘子沿面突发性故障的判断依据。在局部放电产生后,C_2F_6含量明显增加,但受放电强度的影响较小,而停止放电后其含量迅速降低,可以将其作为绝缘子沿面潜伏性故障的判断依据。CO含量在放电过程中变化较大,没有明显规律,可以将其作为绝缘子沿面放电缺陷的辅助判据。     

营口华能电厂GIS盘式绝缘子沿面放电分析

营口华能电厂ＧＩＳ盘式绝缘子发生沿面放电，本文主要针对事故原因展开讨论，文中提出表面电荷积聚是导致沿面放电的主要原因，同时对表面电荷积聚的影响因素进行了分析。     

盆式绝缘子SF_6气体泄漏分析及治理

针对目前封闭式气体绝缘组合电器运行过程中出现的盆式绝缘子SF6气体泄漏现象,分析了其漏气原因,深入解体研究了典型的漏气案例,结果表明,多数的封闭式气体绝缘组合电器设备SF6气体泄漏现象发生在冬季,由于盆式绝缘子缝隙注胶不到位引起进水,在气温低于0℃时发生结冰;由于区域昼夜温差较大,盆内积水反复结冰、融化,使得盆式绝缘子反复受力造成裂纹,从而引起漏气。提出对漏气故障的盆式绝缘子采用密封卡具临时处理以及进行带电填注密封胶等措施,明显降低了设备的漏气率,实际应用取得了良好效果。     

自助式GIS设备超声波局部放电在线检测方式探讨

通过对比超声波局放带电测试和特高频局放在线监测这2种现行常用的GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)设备检测方式,分析两者在测试时间和测试位置上的不足,有针对性地研究一种新型的自助式GIS设备超声局放在线检测方式,获得了更好的测试效果,也弥补了常规检测方式的不足。     

不同吸附剂对GIS局部放电特征气体变化规律的影响

为提高化学诊断法用于气体绝缘组合电器(GIS)绝缘状态判断的准确度,需评估吸附剂对GIS内局部放电产生的特征气体的吸附特性影响。在小型模拟试验平台上设置针-板电极放电模型,研究了不放置吸附剂、分别放置5A、F.03和KDHF-03吸附剂时GIS局部放电特征气体的变化规律。试验结果表明:加入吸附剂后,SO_2、SO_2、SO_2F_2、HF四种主要特征气体的含量有不同程度下降;5A型吸附剂对SOF_2、SO_2F_2的吸附能力明显弱于F.03和KDHF-03;3种吸附剂对SO_2、HF的变化规律影响基本一致,吸附剂存在时SO_2的含量处于定量限范围,且对HF的吸附率均超过96%。诊断特征量C(SOF_2)/C(SO_2F_2)可有效降低利用化学诊断法进行GIS绝缘状态评估时吸附剂类型带来的干扰。     

110kVGIS局部放电故障定位技术的研究

为研究利用超高频法进行GIS局部放电的故障定位,研制了局部放电故障定位系统,定位系统由示波器完成对超高频信号的数据采集,数据处理与运算在计算机中完成,定位方法采用时间差计算法,利用互相关函数算法计算时间差。通过在GIS模型的不同位置设置放电源,进行定位实验,结果表明定位系统可以有效的检测GIS局部放电信号、实现局部放电故障的定位,系统的软硬件设计方案切实可行。     

HF和H_2S作为气体绝缘组合电器绝缘缺陷诊断特征气体的有效性

局部放电特征气体监测是实现气体绝缘组合电器(GIS)缺陷预警的重要依据和手段。为探索潜在特征气体HF和H_2S与放电类型和程度的关联,在模拟试验平台上设置金属尖端放电、自由金属颗粒放电、气隙放电和沿面放电等四种典型放电模型。首次重点关注不同放电缺陷下HF和H_2S的变化规律,并在此基础上研究5A、F-03、KDHF-03等三种典型分子筛吸附剂对两种分解产物变化规律的影响。试验结果表明,HF和H_2S是GIS内两种重要的放电特征气体,其中HF可有效反映强局部放电,H_2S可用于表征较严重的涉及盆式绝缘子等环氧树脂固体介质放电;HF和H_2S活泼的化学性质和吸附剂对二者较强的吸附作用,决定了HF和H_2S特征气体难以在GIS气室内长期稳定存在。因此,开展HF和H_2S在线检测技术研究及应用对利用化学诊断法准确评估GIS的绝缘状态具有重要意义。     

GIS局部放电在线检测系统开发

介绍了一种使用外部天线检测气体绝缘开关装置(GIS)局部放电的方法,这种天线紧贴在绝缘支撑物的表面安装,可接受局部放电产生的电磁波信号。实验结果表明,该天线具有足够的带宽和较高的灵敏度．可用于局部放电的检测。     

基于UHF法的GIS局部放电测量与分析

超高频局部放电检测方法具有优越的抗干扰性能与较高的检测灵敏度,因此采用此种方式实现GIS局部放电的测量与分析,并设计了一种基于PCI-9812数据采集卡的局部放电检测装置,利用该检测装置对放电信号进行实时测量,对其软硬件设计进行了说明。为检验其效果构建了由实际产品部件组成的110kVGIS实验模型,设计了一种典型的局部放电模型,结果表明该装置能完成GIS局部放电的测量与分析,为基于超高频法的GIS局部放电在线监测更深入研究打下了基础。     

基于超声波法的GIS局部放电测试及分析

介绍了引起气体绝缘开关设备(GIS)局部放电的主要缺陷,分析了基于超声波法的GIS局部放电测试的原理、试验接线及注意事项,对部分变电站GIS设备进行了超声波局部放电测试。经测试结果分析表明,若周期峰值小于15 mV,应以跟踪监测为主;若大于15 mV,应考虑进行分合闸操作,再进行复测,如果信号消失,信号由动静触头接触不良引发的可能性较大,若分合闸不能消除信号,建议停电检查。     

GIS局部放电信号检测中的数字滤波

研究了如何消除GIS局部放电检测中的干扰信号。主要方法包括:采用数字滤波器、自适应滤波器等,所得结论可供工程设计参考。     

基于超高频法的典型GIS局部放电检测

GIS局部放电检测是GIS绝缘状态监测的一种科学有效的方法。笔者构建了GIS实验模型以及基于超高频法的局部放电在线检测系统,对GIS中典型的几种局部放电特征进行了研究,采用基于相位的分析模式详细分析了不同放电类型在不同电压条件下的放电特征,并结合常规局部放电测试仪,对UHF信号的放电量进行估计,为进一步进行放电类型的智能模式识别及研究超高频信号与放电量关系提供了试验依据,以提高UHF局部放电检测的工程实用性。     

气体绝缘组合电器尖端放电发展过程的试验研究

研究局部放电发展过程有助于对放电故障的严重程度做出准确的评估,给出合理的设备维修策略。尖端放电是发生在气体绝缘组合电器设备中的一种常见的典型局部放电故障,通过研究尖端放电发展过程中各个阶段的特高频局部放电检波信号的放电模式特征,给出了各放电发展阶段中放电特征参数随试验时间的发展变化规律,为该类型局部放电故障严重程度的诊...