局部放电测量试验在检测GIS设备内部故障中的应用

王先敏

【摘 要】本文通过对某变电站GIS设备内部故障检测处理的过程进行分析，总结了局部放电测量试验在检测GIS设备内部故障的应用的效果。

【关键词】G I S；局部放电测量；故障

【中图分类号】V242.3+1【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0155-01

引言

随着电网的迅速发展，具有结构紧凑、占地面积小、可靠性高、环境适应能力强，维护工作量很小等一些列优点的气体绝缘金属封闭组合电器（简称GIS）越来越广泛的应用于电网建设中。由于GIS结构特殊性、绝缘性能要求极高，有些设备内部细微故障运用常规试验方法难以被检测出来，将严重的威胁到设备安全运行。本文通过运用局部放电测量试验分析处理某变电站GIS设备内部故障实例来解决上述问题。

1 概述

局部放电（以下简称“局放”）是指当外加电压在电气设备中产生的场强，足以使绝缘部分区域发生放电，但在放电区域内未形成固定放电通道的放电现象，这种放电大多发生在设备的高电位部分。局部放电是反映GIS设备绝缘性能的重要数据之一，它是设备绝缘劣化的征兆和表现形式。所以通过耐压试验时同时做局部放电测量试验检测GIS设备绝缘系统中局部放电量，能及时有效查找出设备故障缺陷，确保设备安全投入运行。

2 局部放电测量试验在检测GIS设备内部故障的过程

2.1 变电站接线方式

某110kV变电站共8个GIS间隔，包括#1主变间隔，#2主变间隔，母联间隔，1M PT间隔，2M PT间隔，110kV甲线路间隔，110kV乙线路间隔，110kV丙线路间隔，如图1所示。本次试验从#2主变间隔出线套管处加压，同时对除1M PT及2M PT间隔外的6个间隔一起进行耐压试验。

2.2 试验过程及结果

试验步骤：首先加压至设备额定相对地电压（73kV）5min，然后升到1.73倍设备额定相对地电压（126kV）3min进行老练试验，结束后直接升到现场交流耐压值额定值（184kV）1min 。以上各次加压期间对各间隔进行局部放电量检测。

（1）在C相进行老练试验时，测得疑似异常局放信号幅值最大约为2. 5～3V；且1M侧3个间隔幅值比2M侧各间隔幅值偏小，#2主变间隔幅值比母联间隔、甲线间隔幅值偏小；老练试验后直接升压进行耐压试验升压至184kV，保持1min，无击穿现象，但测得的疑似异常局放信号幅值依然很大；

（2）在B相进行老练试验时，GIS局放测试结果与C相结果相似；老练试验后直接升压进行耐压试验，升压至176kV时，放电击穿，该相耐压试验没有通过。

（3）在A相进行老练试验时，GIS局放测试结果与C相结果相似；老练试验后直接升压进行耐压试验，升压至184kV，保持1min，无击穿现象，但测得的疑似异常局放信号幅值依然很大。

为了准确的找出GIS设备内部故障点，试验人员对B相采用逐个分间隔加压至126kV，通过GIS局放试验来确定GIS设备内部击穿点范围。

在甲线间隔带电时，各间隔各处放测试结果如下：#2主变间隔各盆式绝缘子局放信号约2V；母联间隔各盆式绝缘子局放信号幅值约为2. 5V-3V；乙线间隔各盆式绝缘子局放信号幅值约为1～1.5V；丙线及#1主变间隔局放信号幅值约为0.5～1V，甲线各盆式绝缘子局放信号约为2. 5～3V。甲线各盆式绝缘子处检测到的局放信号幅值如图中所标：

2.3 试验结果分析

由以上分间隔加压所得到的GIS局放测试结果，可得出如下结论：

（1）甲线带电前，各间隔几乎都未检测到异常局放信号，该间隔带电后，各间隔都明显检测到幅值较大的异常局放信号。由此可初步推断，甲线间隔存在严重缺陷，击穿点可能位于该间隔。

（2）通过对比甲线各盆式绝缘子处检测到的异常局放信号幅值，可知断路器气室两侧的幅值最大，且向两侧有逐渐减小的趋势，因此初步推断甲线间隔的缺陷可能位于断路器气室内。

（3） A、C相虽然耐压时未发生击穿现象，但局放幅值均达到了2.5V左右，幅值很大，产生该信号的原因可能为A、C相GIS内部均存在类似B相的严重缺陷，但未达到较低电压放电击穿水平。

2.4 故障点处理

安装人员对放电的甲线断路器现场开盖进行了检查，发现断路器上支持三相绝缘子均有不同程度的放电痕迹，经分析为上支持绝缘子与断路器上封盖接触不实，造成悬浮放电。工作人员对三相绝缘子及封盖均做了处理之后，该站110kVGIS设备A、B、C三相均顺利通过耐压试验，且未检测出异常局放信号。

3 结论

利用耐压试验时做局放试验能准确的检测GIS设备内部局部放电量，从而可以判断设备内部击穿点，在设备投入前将所有细微缺陷发现并消除。利用定期局放试验或者在线进行局部放电测量还可以检测运行的GIS设备的局部放电量，对设备存在颗粒较多或者局放部位进行检测记录，可以分析设备缺陷的发展趋势，从而尽早发现处理设备缺陷，避免安全事故的发生。

4 结束语

GIS设备要达到安全运行对设备的生产、安装调试都有极高的要求，在设备投运前进行局部放电测量试验是杜绝GIS设备带着安全隐患投入运行的有力措施。在今后的工作中，应广泛应用及发展局部放电测量技术，保障电网建设安全运行。