气体绝缘组合电器局部放电分析

姜 敏，杨卫东，乔朝霞

（1.山西电力科学研究院，山西 太原 030001；2.朔州供电分公司，山西 朔州 036000）

气体绝缘组合电器局部放电分析

姜 敏1，杨卫东1，乔朝霞2

（1.山西电力科学研究院，山西 太原 030001；2.朔州供电分公司，山西 朔州 036000）

以某变电站现场检测为实例对气体绝缘组合电器（Gas Insulated Metal-enclosed Switchgear）内部局部放电检测进行简要分析，着重列举了利用超声局放测试的发现过程、图谱及处理过程，充分说明了超声定位的准确性和适用性，大大节省了检查处理时间。

局部放电；超声波；连续模式；地理信息系统

气体绝缘组合电器具有结构紧凑、基本不受外界环境影响、噪声和无线电干扰水平低、内部元件（包括绝缘件）运行寿命长、运行安全可靠、配置灵活维护简单、检修周期长等优点，在电力系统得到了广泛的使用。然而GIS一旦发生故障，引起的停电时间长，检修费用高，停电带来的经济损失巨大。

1 局部放电检测目的与方法

1.1 检测目的

GIS内部主要介质有SF6气体和环氧绝缘杆件等，当绝缘存在各种缺陷（电晕、接触不良、绝缘件缺陷、自由颗粒等）时，会使SF6气体击穿电压降低，同时绝缘缺陷产生的局部放电使SF6气体分解，SF6气体分解物与绝缘件中的填充物会起化学反应生成SiF4，使绝缘材料受到侵蚀而劣化，绝缘性能进一步下降。所以，检测GIS局部放电能及时发现其内部早期的绝缘缺陷，以便采取措施，避免其进一步发展。

1.2 检测方法

局部放电不但产生电信号，并且伴随有声信号和超高频电磁发射，导致气体分解。所以监测方法有声测法、电测法、化学测量法、光测法及超高频电磁测法等。对于GIS规程要求现场局部放电量不大于10 pC，传统的电测法无法排除现场干扰。目前，比较成熟的GIS中局部放电检测的方法以超高频电磁法和超声波检测法为主。

1.2.1 电磁法

利用盆式绝缘子作为耦合电容采集电磁信号，工作频段范围300 kHz到1 GHz以上，具有较好的抗干扰和定位能力，检测灵敏度较高，但由于目前大多数盆式绝缘子外露表面改为金属封装，内部信号被屏蔽，采集信号困难。

1.2.2 超声波法

利用超声波的原理检测局放，是一种对于机械结构和元件检测的无损检测方法，工作频段为10～100kHz。当有放电发生时，放电信号通过行波的形式传输到壳体上，将超声传感器贴在金属壳体外表面接收信号，可检测放电信号的大小、频率特性等。

2 现场实例分析

2.1 罐体内部存在异物的检测

对某500 kV变电站开关(罐式断路器)在交流耐压试验过程中进行超声波局部放电测试。升压至1.1倍相电压时测试结果表明:峰值信号大于2 mV,不稳定，同时伴随有基波信号，初步判定，罐体内部存在弱放电。后开关罐解体检查,罐内有少量异物，分析为安装过程带入。

罐体处理后，再次进行交流耐压试验，试验过程中，在升压至1.1倍相电压后，对此开关同部位进行了超声波局部放电测试，局部放电仅为背景值。

2.2 对GIS内部闪络点的定位

某220 kV变电站对252 kV GIS进行交接验收，在做相对地耐压加压至252 kV（耐压标准值为368 kV）时击穿，决定采用超声波局部放电仪寻找击穿点。重新加压至146 kV时发现有一气室内部存在放电信号，解体检查发现该气室盆式绝缘子有闪络痕迹，同时附近导体表面有伤痕。更换导体及盆式绝缘子后，加压至1.1倍相电压超声信号为背景值，施加相对地耐压值368 kV/min未见异常。这充分说明超声定位的准确性和适用性，大大节省了检查处理的时间。

2.3 投运时异常声音的判断

某220 kV变电站送电后，运行人员发现252 kV GIS某间隔有轻微异常声响。为了查找及判断其异常原因，现场对此间隔进行了超声波局部放电检测，以判断发生异常现象的部位及性质。测试结果表明:此间隔西母刀闸C相连续模式图谱峰值大，倍频信号大；此间隔西母刀闸B相连续模式图谱峰值大，倍频信号大。

西母C相隔离刀、B相隔离刀图谱为典型的电位悬浮图谱。后检查发现西母刀连动杆上的防雨壳在B、C相之间有一颗螺丝松动，紧固后异常响动消失，再进行超声波局部放电试验，测试结果均为背景值，未见异常，超声波局部放电试验结果合格。

3 结束语

超声检测对发现自由颗粒、电晕、振动及接触不良等GIS设备内部故障有较高的灵敏度，而对绝缘子内部缺陷、绝缘子表面脏污故障类型灵敏度较低，可结合超高频方法全面检测GIS设备内部故障，确保GIS设备的安全运行。

［1］ 苑舜.高压开关设备状态监测与诊断技术［M］.北京：机械工业出版社，2001:107-131.

Analysis of Partial Discharge Detection in GIS

JIANG Min1，YANG Wei-dong1，QIAO Zhao-xia2
（1.Shanxi Electric Power Research Institute，Taiyuan 030001，China；
2.Shuozhou Power Supply Company，Shuozhou，Shanxi 036000，China）

This article analyses partial discharge detection in GIS,and especially introduces the detecting procedures of partial discharge and further illustrates its atlas and disposal procedures by using ultrasonic waves,which fully verifies the accuracy and applicability of ultrasonic positioning system,which is much time-saving.

partial discharge；ultrasonic；continuous mode；GIS

TM93

B

1671-0320（2011）04-0028-02

2011-04-11，

2011-05-23

姜 敏（1974-），男，山东昌邑人，1996年毕业于西北工业大学电气技术专业，高级工程师，从事高压试验工作；杨卫东（1964-），男，山西平遥人，1985年毕业于山西省电力学校发电厂及电力系统专业，工程师，从事高压试验工作；

乔朝霞（1972-），女，山西山阴人，2006年毕业于中共山西省委党校经济管理专业，助理工程师，从事安全检查工作。