電氣設(shè)備絕緣檢測與診斷6

27十二月2023電氣設(shè)備絕緣檢測與診斷6第一節(jié)GIS絕緣結(jié)構(gòu)特性GIS內(nèi)部包括母線、斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、各種開關(guān)及套管等，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。GIS有單相封閉式和三相封閉式兩種不同結(jié)構(gòu)，三相封閉式比單相封閉式的總體尺寸小、部件少、安裝周期短，但額定電壓高時220kV級除斷路器以外的其他元件采用三相封閉式結(jié)構(gòu)，對330kv及以上等級則一般采用單相封閉式結(jié)構(gòu)。GIS中電力設(shè)備應(yīng)密封良好，設(shè)備密封不良SF6分解的有毒氣體會從設(shè)備中逸出，這時如無適當?shù)耐L，則由于其比重大會充滿管溝或密閉小室而使工作人員窒息。用SF6氣體作絕緣的電力設(shè)備的耐壓值，除了與氣體及極間距離有關(guān)外，還明顯地受到電極材料、電極表面粗糙度、電極面積和導電微粒污染等因素的影響，另外固體支撐絕緣子也會引起氣體中局部電場的畸變，使SF6氣體的放電特性發(fā)生變化。第二節(jié)GIS預防性試驗技術(shù)一、GIS內(nèi)絕緣氣體的濕度和氣體泄漏試驗1、SF6濕度檢測

SF6及其混合氣體中的水分(特別是在GIS中絕緣部件上凝露時)會使氣體絕緣設(shè)備的絕緣強度大為降低。此外，氣體中的水分還參與電弧作用下的分解反應(yīng)，生成許多有害的物質(zhì)，這些電弧副產(chǎn)物的形成不但造成設(shè)備內(nèi)部某些結(jié)構(gòu)材料的腐蝕、老化，而且在設(shè)備有氣體泄漏點時或在設(shè)備解體維修時可能對工作人員的健康產(chǎn)生影響。

測定GIS中SF6水分，應(yīng)嚴格執(zhí)行操作程序，保證每次取樣過程、測量操作方式基本一致，對同一臺設(shè)備堅持用同一微水測定儀測試，更容易掌握SF6氣體中含水量的變化，以提高實測數(shù)據(jù)的可比性。

大修后運行中斷路器滅弧室氣室150300其他氣室250500SF6氣體濕度的測量采用微水測定儀，《規(guī)程》規(guī)定SF6氣體中水分含量見表6-2。

表6-2SF6氣體水分含量標準（ppm,V/V)在一年之中氣體中水分含量隨氣溫升高而升高，所以測試宜在夏天進行，以獲得SF6絕緣設(shè)備中水分含量的最大值。2、SF6氣體泄漏檢測GIS中SF6氣體易漏部位主要包括：各檢漏口、焊縫、SF6氣體充氣嘴、法蘭連接面、壓力表連接管、滑動密封底座、操動機構(gòu)、導電桿與環(huán)氧樹脂密封處。檢漏儀雖多種多樣，但通常都由探頭、探測器和泵體三部分組成。

圖6-2給出了一種典型SF6氣體檢漏儀的工作原理。當探側(cè)器中水銀燈電源合上，一定波長的紫外線通過陽極網(wǎng)照射在光陰極上，產(chǎn)生光電子，當待測氣體進入陰、陽極板之間時，氣體中的O2和SF6被其間產(chǎn)生的光電子結(jié)合成O2-和SF6-的形式，這些離子按照各自的速度移動，從而在兩極板之間產(chǎn)生電磁場。因為O2-和SF6-的移動速度不同，引起載流子流量的變化，從而可通過測試電阻檢測出SF6的含量。

對于大型GIS進行定量探測，通常是通過設(shè)備制造中預留的檢漏口掛瓶檢漏，采集一定時間的SF6氣體，再去測量氣體濃度，計算漏氣率。對于小型GIS設(shè)備也有采取整體扣罩法，將設(shè)備整體都罩住，一定時間后用檢漏儀測定罩內(nèi)的SF6氣體的濃度?！兑?guī)程》規(guī)定，GIS設(shè)備年漏氣率不大于1％。

二、GIS中電力設(shè)備的其他絕緣檢測

GIS中主要電力設(shè)備有：斷路器、并聯(lián)電容器、電流/電壓互感器、避雷器等。避雷器：測量運行電壓下的全電流、阻性電流或功率損耗，測量值與初始值比較應(yīng)無明顯變化，當阻性電流增加一倍時，應(yīng)停電檢查。測量時，應(yīng)記錄環(huán)境溫度、相對濕度和運行電壓。測量應(yīng)在瓷套表面干燥時進行。必要時在環(huán)境溫度5—35℃下，測量每節(jié)避雷器在工頻參考電流下的工頻參考電壓。整相避雷器有一節(jié)不合格，應(yīng)更換該節(jié)避雷器，或整相更換。三、GIS現(xiàn)場耐壓試驗現(xiàn)場耐壓試驗的目的是檢查總體裝配的絕緣性能，防止投運時出現(xiàn)絕緣故障，也就是為了消除運輸和安裝中可能造成的導致內(nèi)部故障的意外因素，因此只要求其試驗電壓值不低于工廠試驗電壓的80％?，F(xiàn)場耐壓試驗應(yīng)在設(shè)備完全安裝好、并充以額定密度氣體的情況下進行?，F(xiàn)場試驗電壓值為：(1)交流電壓試驗不低于出廠電壓的80％，耐壓1min。

(2)雷電沖擊和操作沖擊試驗時，分別不低于工廠中相應(yīng)試驗電壓的80％。正、負極性各施加三次試驗電壓，且在進行沖擊耐壓前應(yīng)先使試品承受5min的最高工作電壓（中性點接地系統(tǒng)為Um/,中性點非有效接地系統(tǒng)為Um）。對于220kV及以下的GIS工廠中不做操作沖擊電壓試驗，這種情況下現(xiàn)場操作沖擊耐壓值取為現(xiàn)場雷電沖擊試驗電壓的80％。第三節(jié)GIS在線檢測與診斷技術(shù)目前，GIS絕緣在線檢測與診斷最有效的方法就是局部放電檢測。局部放電測試已列入GIS型式試驗、例行試驗和現(xiàn)場試驗項目之中。一、局部放電電量在線檢測：對GIS進行局部放電電量檢測，可以進行早期故障診斷，判斷GIS的絕緣狀態(tài)。目前較常用的方法有以下幾種：1.外部電極法：

該系統(tǒng)可采用脈沖鑒別法以區(qū)分外來干擾及內(nèi)部局部放電。由于采用了一對外部電極，因而可以將脈沖的相位關(guān)系等信息顯示出來，在此基礎(chǔ)上有可能分出哪個氣室發(fā)生了局部放電。

2．接地線電磁耦合法當GIS內(nèi)部發(fā)生局部放電時，GIS外殼接地線中流過的電流除工頻分量外、還有高頻脈沖，可通過鐵磁線圈耦合進行測量。3．絕緣子中預埋電極法利用事先已埋在絕緣子里的電極作為探測傳感器進行內(nèi)部局部放電的測量，可測量處于400kHz左右頻率的衰減波的振幅。

4．超高頻檢測法近年來發(fā)展的超高頻局部放電檢測法，是一種采用超高頻率信號進行局部放電檢測的方法。該方法是在GIS殼內(nèi)預置一種薄膜電容器，電容量約數(shù)千皮法，在GIS殼外通過阻抗匹配器采集信號，測量儀器全部置于殼外。其檢測原理和等值電路如圖6—6所示.圖6-6超高頻局部放電檢測原理

二、局部放電非電量在線檢測1．機械振動檢測法由于GIS內(nèi)部局部放電使金屬容器壁產(chǎn)生振動，故用超聲波也可以測局部放電。對GIS中局部放電引起的振動可采用微音器、超聲探頭或振動加速度計進行測量。由于局部放電引起的GIS密封外殼的振動很小，所以必須提高檢測的靈敏度和抗干擾技術(shù)，測量機械振動波的最大優(yōu)點是易于定位，只要按順序移動儀器的探頭，便可準確地找出故障點。2．氣體檢測法當GIS內(nèi)部發(fā)生故障放電時，局部放電形成的高溫將產(chǎn)生金屬蒸氣，會引起SF6氣體產(chǎn)生分解，生成化學性質(zhì)很活潑的氣體。用化學分析法對這些被分解的氣體進行檢查，測量H+或F-離子含量，就可推斷SF6的分解情況，測出GIS內(nèi)部發(fā)生的局部放電。利用氣體檢測器進行酸度測量十分靈敏、方便。圖6-9給出了一種簡易的氣體分解物檢測儀。圖6-7氣體分解物檢測儀結(jié)構(gòu)示意圖

3．光學檢測法

由于局部放電伴隨著光輻射，若在GIS內(nèi)