GIS支撑绝缘子内部放电缺陷综合诊断方法现场应用

介绍了基于特高频局部放电检测和X射线成像检测的气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）支撑绝缘子内部放电缺陷综合诊断方法,并进行了分析和现场应用研究。以某110 kV GIS为例,利用特高频法对运行中的GIS进行局部放电检测,在检测到异常信号后,通过干扰排除和多通道信号时延定位确定缺陷位置、缺陷类型。对于支撑绝缘子内部放电缺陷,利用X射线成像检测技术对缺陷情况进行确认,从而实现缺陷综合诊断,指导设备检修。     

深圳220 kV梧桐站110 kV GIS梧盐Ⅰ线间隔缺陷分析

利用超声波和特高频局部放电检测方法对220 kV梧桐站110 kV GIS进行了局部放电检测,发现了1535梧盐Ⅰ线间隔有局部放电信号,并通过开盖检查,发现15354刀闸气室确实有很明显的放电痕迹,从而验证了超声波和特高频局部放电检测方法检测GIS内局部放电信号的有效性,为较早地发现GIS内部缺陷提供了有效检测方法和依据。     

GIS典型空穴放电的特高频现场检测

特高频局部放电检测是及时有效发现GIS局部放电的重要方法,绝缘子空穴型局部放电是适用于特高频检测的GIS局部放电缺陷之一。对一处GIS局部放电异常点进行特高频带电检测和时差法定位,判断该局部放电缺陷为空穴型局部放电,放电位置为隔离刀闸气室。通过解体分析确定了缺陷点,验证了带电检测分析结果的正确性,并发现空穴型局部放电还可能存在于绝缘子与其他部件的连接处。     

110 kV GIS电缆终端带电检测诊断与分析

采取特高频、超声波局部放电等多种带电检测方式,可以有效检测GIS设备潜伏性局部放电缺陷。针对某变电站一起110 kV GIS电缆终端局部放电缺陷,采用特高频定位检测查找缺陷部位,综合特高频、超声波局部放电及高频电流法定性分析缺陷类型,最后通过停电解体验证了GIS终端存在气隙放电缺陷。     

新型GIS局部放电特高频信号仿真装置

气体绝缘开关组合电器(Gas Insulated Switchgear,GIS)特高频局部放电检测仪器广泛应用于GIS设备的绝缘缺陷检测与预警，但特高频局部放电仪器对绝缘缺陷的诊断和识别的准确性往往存疑。为了提高局部放电设备绝缘缺陷诊断和识别校验的有效性，开发了一种基于导入GIS现场绝缘缺陷图谱并能进行反向输出的装置。首先介绍了装置硬件设计的实现原理、基本结构以及局部放电仿真信号产生单元的实现方法，然后介绍现场真实特高频局部放电信号的转换、载入和下发方法，最后开展装置的实用性测试。测试结果表明：GIS局部放电特高频信号仿真装置能有效模拟现场采集到的各种真实放电信号并进行有效输出，为GIS特高频局部放电检测仪器的绝缘缺陷诊断和识别提供新的方法。     

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。     

基于多种局放带电检测技术的GIS设备异常诊断与分析

针对某变电站GIS设备在例行检测过程中发现的异常信号,采用特高频、超声波与高频电流局放带电检测技术,结合SF6气体成分,对缺陷进行了精确定位和诊断分析,确定了局放信号类型,并判断局放信号是由丙刀闸气室二次接线端子位置螺栓松动导致的悬浮电位放电缺陷,给出了相关处理意见和建议,为类似缺陷提供借鉴和参考。     

GIS局部放电特高频时差定位法应用案例分析

局部放电检测是目前气体绝缘金属封闭式开关设备（gas insulated switchgear,GIS）状态诊断的关键技术手段。分析各种局部放电检测方法,认为特高频法抗干扰能力较强,检测效率较高,可实现故障模式识别及定位。基于此,采用局部放电检测法发现一起 GIS典型悬浮放电缺陷,采用时差定位法确定缺陷位置采用相位同步技术确定缺陷相序。经过解体检查验证,检查结果与特高频诊断结果一致。     

一起局部放电特高频在线监测系统发现的GIS缺陷分析

基于一起特高频(ultra high frequency,UHF)在线监测系统发现的气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)缺陷分析了缺陷发展情况,并采用便携式局部放电检测设备进行定位,对故障气室进行了解体处理,积累了GIS局部放电在线监测运行经验。在线监测结果表明,本次缺陷为突发性悬浮放电,缺陷发生后持续存在,幅值较大,且定位发现缺陷位置靠近断路器气室。为预防短路事故,进行了停电处理。解体发现断路器气室靠近电流互感器侧的盆式绝缘子触座底部存在明显的放电痕迹,导体表面有明显的环形伤痕,触座内部存在大量金属粉尘。分析认为该导体结构设计不合理是引起局部放电的主要原因。运行经验表明,通过安装GIS局部放电UHF在线监测系统,可以发现GIS隐患,有效保证电力系统安全稳定运行。     

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。     

某110 kV GIS盆式绝缘子局部放电检测与解体分析

对一起110 kV GIS盆式绝缘子局部放电的异常信号,综合利用特高频、超声波、气体成分分析以及GIS重症监护系统等多手段进行了检测和分析,并通过时差定位精确锁定了放电源位于隔离开关气室。结合特高频图谱特征以及放电源的定位位置,判断该气室盆式绝缘子附近存在绝缘类放电。经开罐检查,该气室内盆式绝缘子与隔离开关导电杆之间的胶合处存在烧蚀痕迹,胶合处的装配工艺不良使得该部位出现毛刺以及气隙,形成不均匀强电场导致局部放电。该起盆式绝缘子放电是一起较为典型的绝缘类放电案例,可以为今后类似异常情况的分析处理提供了借鉴与参考。     

GIS特高频局部放电内置传感器自身放电缺陷分析方法

特高频局部放电在线监测装系统的内置传感器需嵌入气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switchgear,GIS)壳体内部,若内置传感器自身出现局部放电,不仅难以对其进行检修更换,还会导致对设备运行状况的误判,因此亟须对内置传感器自身放电的信号特征及检测方法进行研究分析。针对一起特高压GIS内置传感器监测到的局部放电缺陷,通过局部放电定位及现场检查,判断为内置传感器馈线末端绝缘减弱导致的芯线对屏蔽层放电,且示波器观察到的放电信号存在明显的折反射过程。结合波传导理论分析可知,芯线对屏蔽层放电后,由于两者间的耦合作用使得同轴电缆的波阻抗发生改变,从而与示波器端口阻抗失配,导致特高频信号在同轴电缆上发生折反射。因此,将示波器检测图谱中的折反射特征作为内置传感器馈线处局部放电的判据。实际检测情况表明,所提GIS特高频局部放电内置传感器自身放电缺陷分析方法对判别局部放电信号位于GIS内部还是内置传感器馈线处具有一定指导作用。     

特高频带电检测技术在GIS设备中的应用研究和验证

GIS设备内部发生局部放电将威胁电网的安全稳定运行,为保证及时消除设备的安全隐患,对特高频带电检测技术的应用进行了研究和验证.首先,通过特高频和超声波带电检测巡检判断设备是否存在异常放电信号.然后,给出异常信号诊断方案,即根据特高频和超声波的PRPS和PRPD图谱识别放电类型,并采用幅值比较法、时差定位法等方法实现放电源定位.最后,结合X光成像技术及对GIS设备内部结构图的分析,验证了特高频带电检测技术能实现对GIS设备局部放电缺陷的精确分析和判断.     

一起500kV HGIS断路器气室局部放电分析

由于GIS(HGIS)设备内部封闭的结构特点,无法在运行中使用传统检测方法对其内部绝缘状态进行检测。随着带电检测技术的快速发展,特别是特高频、超声波技术的日益成熟,运用超声波法和特高频法相结合进行局部放电检测逐渐成为该类设备绝缘类缺陷定性及定位的高效方法之一。通过对某500 k V变电站5011断路器气室进行超声波和特高频局放检测,由超声波局放检测技术测试到放电信号,对内部绝缘缺陷进行定位和分析,并给出了结论和建议,降低了GIS(HGIS)设备故障停电的风险。     

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。     

GIS局部放电特高频信号时延的分数阶希尔伯特估计算法

时延估计是GIS特高频局部放电检测基于时差定位的基础,是决定故障定位精度的关键。文中阐述了分数阶希尔伯特变换用于时延估计的理论基础,提出了基于分数阶希尔伯特变换的GIS特高频局部放电时延估计方法,并给出了时延估计算法的数值实现步骤。针对某220 kV GIS设备特高频局部放电巡检过程中在开关气室发现的异常局部放电信号,现场利用高速示波器采集开关气室两侧盆式绝缘子浇筑孔处泄露的特高频电磁波信号。根据文中提出的时延估计算法计算两路特高频电磁波信号时延,准确计算出放电源的空间位置,距盆式绝缘子浇筑孔1.25 m,该间隔开关气室解体后测量放电源距浇筑孔1.3 m。利用分数阶希尔伯特算法的局部放电放电源定位误差明显低于双谱时延估计算法和插值相关法时延估计算法,从而表明了该算法具有较好的有效性和实用性。     

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。     

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。     

GIS特高频和超声波局放检测技术现场综合应用

特高频/超声波局部放电测量技术已成为运行GIS设备局部放电监测的重要手段。本文介绍了特高频和超声波局部放电测量的原理,采用2种局部放电检测手段对有异常局放信号的GIS设备进行了检测和分析定位,并结合局部放电检测结果,对GIS设备进行了现场解体。     

采用声电联合法的GIS局部放电定位试验研究

根据现有GIS局部放电在线检测定位技术中UHF法和超声波法的优缺点,提出了采用声电联合法的局部放电定位方法。通过在GIS装置中置入金属对地悬浮电位及自由金属颗粒模型的人工模拟缺陷方式进行了试验研究,并在变电站用声电联合定位法进行了实测。试验研究和现场应用情况表明,该方法同时检测局部放电的超高频和超声信号并对两类信号进行比较分析,能更加有效地排除现场干扰,实现运行中GIS局部放电信号的检测并对绝缘缺陷进行准确定位,特别是对于绝缘子附近的缺陷,通过确定绝缘缺陷所在的气室及其具体位置,提高了设备检修维护的效率。