GIS設(shè)備現(xiàn)場交流耐壓試驗閃絡(luò)定位技術(shù)研究

1、    gis設(shè)備現(xiàn)場交流耐壓試驗閃絡(luò)定位技術(shù)研究    董偉摘 要：文章介紹了gis設(shè)備現(xiàn)場交流耐壓試驗閃絡(luò)時超聲波定位檢測技術(shù)，并以500 kv gis交流耐壓試驗時的多處放電故障為定位實例，重點介紹了放電故障超聲波定位的流程和分析方法，并確定故障的原因是盆式絕緣子沿面閃絡(luò)。關(guān)鍵詞：現(xiàn)場交流耐壓試驗；超聲波；閃絡(luò)定位：tm595 ：a ：1671-2064（2018）03-0154-011 gis設(shè)備現(xiàn)場交流耐壓試驗閃絡(luò)定位技術(shù)介紹gis設(shè)備以其具有的良好的密封性能、不易受到環(huán)境影響、占地面積較小、檢修和維護簡單、運行費用低的特點，在各國的變電站中都

2、有著廣泛的應(yīng)用。但是gis設(shè)備在實際運行過程中容易受到因惡劣氣候環(huán)境、電力系統(tǒng)故障、設(shè)備自身制造工藝缺陷的影響而發(fā)生沿面閃絡(luò)，導致發(fā)生絕緣擊穿，嚴重危害電力系統(tǒng)的運行安全。本文通過超聲波技術(shù)對gis設(shè)備的絕緣缺陷進行了檢測，并且實現(xiàn)了對因絕緣缺陷產(chǎn)生的閃絡(luò)和絕緣擊穿故障點的精確定位。2 超聲波定位監(jiān)測系統(tǒng)超聲波定位檢測系統(tǒng)主要由超聲波傳感器陣列、信號處理模塊、無線傳輸模塊、無線接收模塊和數(shù)據(jù)分析模塊等幾部分構(gòu)成。超聲波傳感器的安裝位置為斷路器和母線，每個斷路器上都會安放一個，而母線上按照每隔15m放置的標準來布置，系統(tǒng)總的傳感器數(shù)量為16個。信號處理模塊的作用是將傳感器采集到的超聲波信號進行濾

3、波放大處理，并且進行a/d轉(zhuǎn)換，之后通過無線傳輸模塊將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號傳輸至無線接收模塊，并應(yīng)用單片機進行超聲波信號的同步和傳輸。無線接收模塊的作用是接收數(shù)字超聲波信號，采用射頻接收天線進行接收。數(shù)據(jù)分析模塊的作用是對所有傳感器上的數(shù)據(jù)進行提取、實時顯示、存儲和分析。超聲波陣列信號的監(jiān)測會和耐壓試驗同步開啟，在耐壓試驗結(jié)束之后，可以回放試驗數(shù)據(jù)，從而能夠?qū)υ囼炦^程中各階段的超聲波信號進行詳細的分析，從而能夠?qū)is設(shè)備是否存在安全隱患做出準確的判斷。另外，由于gis設(shè)備不僅會在局放時會產(chǎn)生聲波，還存在電磁振動、機械振動等發(fā)出的聲波，因此需要進行排除，這些聲波一般在10khz以下，并且因為高頻信

4、號的衰減較快，檢測得到的聲波含低頻分量較多，為了有效檢測出超聲波信號，本定位監(jiān)測系統(tǒng)的頻段在20200khz左右，本系統(tǒng)的靈敏度在0.01mv左右。3 現(xiàn)場交流耐壓試驗閃絡(luò)定位裝置本裝置針對500kvgis進行交流耐壓試驗過程時進行閃絡(luò)定位，加壓程序按照規(guī)程進行，具體為318kv（老練15min）-666kv（740kv×90%，1min）-349kv（測量斷路器處局放），在上述過程中如果沒有出現(xiàn)放電擊穿，則表示此gis設(shè)備成功通過了耐壓試驗。試驗區(qū)域的電壓頻率為77hz。在進行ii母b相、電壓升至666kv持續(xù)5s后發(fā)生了放電擊穿故障。通過超聲波獲得的數(shù)據(jù)如圖1所示：從圖1中可以看

5、出，監(jiān)測點2處采集的超聲波信號幅值最大，而監(jiān)測點1、3超聲波信號較小，監(jiān)測點5、6、7三個監(jiān)測點均檢測到了超聲信號，并且在監(jiān)測點6、7采集到的信號很強，但是信號脈沖持續(xù)時間比較短。從接收到的超聲波數(shù)據(jù)和超聲波信號傳播衰減規(guī)律分析從以上情況得出以下觀點：放電擊穿點最可能在號脈沖最強且持續(xù)時間最長的監(jiān)測點處，而監(jiān)測點5、6、7處信號脈沖持續(xù)時間比較短，并且監(jiān)測點8并沒有接收到超聲波信號，可以判斷信號并不是通過gis內(nèi)部傳播的，因此認為監(jiān)測點5、6、7接收到的信號是由于超聲波向環(huán)境空間傳輸。對現(xiàn)場監(jiān)測點布置進行進一步分析發(fā)現(xiàn)，監(jiān)測點2離監(jiān)測點5、6、7的直線空間距離最近，并且無遮擋，從而空間聲波容易

6、傳播至監(jiān)測點5、6、7處。得到上述分析結(jié)果之后，為了更準確的對故障氣室進行定位，在增加ii母b相懷疑放電擊穿故障處附近的超聲波傳感器布置密度后，又一次進行試驗。在第二次試驗中，當電壓升至289kv時，又一次出現(xiàn)了放電擊穿故障，各監(jiān)測點的超聲波監(jiān)測信號如圖2所示。從圖2中可以看出，監(jiān)測點1傳感器信號幅值最大，這和第一次試驗監(jiān)測點2傳感器信號幅值最大的結(jié)果有所不同，兩個檢測點之間距離約18m，可以認為這次故障是傳感器1附近的另一放電故障所引起的。因此為了為進一步確認放電故障氣室，在超聲波傳感器布置不變的情況下再次進行耐壓試驗，放電擊穿電壓與第二次電壓相近，超聲波監(jiān)測信號也和圖2相近。根據(jù)上述試驗情

7、況，為了確定故障原因，對以上兩個懷疑放電故障氣室進行解體，得到一下信息：在監(jiān)測點2所在的氣室內(nèi)發(fā)現(xiàn)高壓導體對外殼腔體放電，并且在高壓導體上發(fā)現(xiàn)了明顯的放電撞擊的凹痕。通過分析認為可能是腔體內(nèi)金屬顆粒物在外電場作用下在腔體內(nèi)跳動，當金屬顆粒物離高壓導體或腔體外殼較近時，在其兩側(cè)產(chǎn)生微弱的局放，隨著電壓繼續(xù)升高，導致局部放電變成了流注或先導放電，最終造成了放電擊穿故障的發(fā)生。對檢測點進行解體分析之后，在靠近盆式絕緣子的高壓導體屏蔽罩上發(fā)現(xiàn)一明顯放電撞擊留下的凹痕，同時在其周邊發(fā)現(xiàn)了圓形黑色的放電燒蝕痕跡，該盆式絕緣子也因多次重復的耐壓而留下閃絡(luò)通道。通過分析認為第一次耐壓試驗異物所引起的場強畸變沒有達到放電擊穿所需的標準，并且在第二次試驗中異物在電場力的作用下發(fā)生了位移，并在電壓達到一定程度后引發(fā)了放電擊穿，并且在高壓屏蔽罩和盆式絕緣子表面延伸發(fā)展，導致盆式絕緣子同時發(fā)生表面閃絡(luò)。4 結(jié)語文章通過gis設(shè)備現(xiàn)場交流耐壓試驗閃絡(luò)時使用超聲波定位檢測技術(shù)成功定位了多次gis交流耐壓時放電擊穿故障，并且確定故障原因是盆式絕緣子沿面閃絡(luò)，分析認為是絕緣子表面異物易于改變表面電阻分布、畸變電場、積聚電荷，易于放電通道的發(fā)展貫穿。通過試驗研究證明，本文提出的超聲波閃絡(luò)定位檢測裝置，能夠有效的對gis設(shè)備現(xiàn)場交流耐壓試驗中的閃絡(luò)