一起500 kV变电站GIS局部放电检测定位分析

李　健 ，徐　亮 ，杜滨洋

（1.国网山东省电力公司物资公司，山东　济南　250001；2.国网山东省电力公司检修公司，山东　济南　250118）

1　缺陷描述

对某500 kV变电站220 kV GIS设备进行例行带电检测时，工作人员发现C相隔离开关气室超声波局部放电信号存在明显的相位相关性，在使用特高频局部放电仪进行检测时，发现该气室临近绝缘子处有明显的重复信号，怀疑该气室内部存在局部放电现象。对该部位进行多次复测发现该气室异音较明显，夹杂着“咝咝”放电声，利用特高频时差定位系统对该部位放电信号进行分析，判断该气室存在局部放电，放电类型为悬浮放电，并将放电源定位在C相隔离开关触头位置。对该气室解体检查后，发现C相隔离开关气室内隔离开关拔叉等电位弹簧已烧蚀成粉末，拔叉上也有烧伤痕迹，隔离开关操作绝缘子表面及GIS内壁均布满放电粉尘。

2　检测及分析

2.1　超声波局部放电检测法

图1　检测连续模式

工作人员用AIA1型GIS超声局部放电检测仪进行例行带电检测时，发现C相隔离开关气室附近超声波局部放电信号相位相关性较明显，且50 Hz相关性明显大于100 Hz相关性，如图1所示。在相位模式下进行检测，发现点的分布呈现一定聚集效应，具有电晕放电特征，如图2所示。5天后，对该部位复测发现该气室异音较明显，且夹杂着“咝咝”放电声，超声波检测发现连续模式下信号幅值非常大，最大幅值近200 mV，如图3所示。相位相关性也非常不稳定，相位模式下，点非常分散，无相位特性，如图4所示。分析可能由于振动噪音较大，将放电产生的声信号覆盖。

图2　检测相位模式

图3　检测连续模式

图4　检测相位模式

2.2　特高频局部放电检测法

使用PD-IGSM-P8 GIS特高频局部放电检测仪，对该气室南侧临近绝缘子进行检测，发现信号较强，与超声波检测法检测位置一致，其PRPD及放电模式谱分别如图5、图6所示，结合样本库，分析判断该放电信号为悬浮放电。

图5　特高频检测所得PRPD图

图6　特高频检测所得PRPS图

2.3　特高频时差定位检测法

使用特高频时差定位系统进行分析，在隔离开关气室周围空气中，检测到明显的重复信号（通常局部放电在空气中衰减很快，气室外检测信号很小），发现信号脉冲幅值非常大，最大幅值约为4 V，信号间隔10 ms，脉冲幅值变化不大，呈现明显悬浮放电特征，如图7所示。为精确查找内部放电源，利用时差法对电磁波信号进行了定位。通过在图8所示A、B两个盆式绝缘子处放置传感器，测得时差13 ns，特高频时差定位检测如图9所示，经计算得知放电源距A盆式绝缘子1.4 m处，与超声所测部位相符。

图7　特高频检测示波器检测信号波形

图8　特高频定位放电源位置

图9　特高频时差定位

2.4　紫外成像放电检测法

工作人员发现该气室有异常信号后，为排除周围环境对检测信号的干扰，使用Uvoll-Vi紫外成像检测仪对该部位周围套管、导线及引出线接头位置进行紫外放电检测，未发现周围有明显放电现象。

2.5　SF6气体组分测试法

工作人员使用STP1003泰普联合SF6气体成分检测仪对该隔离开关气室气体分解产物进行跟踪检测，具体分解产物检测数据如表1所示。

正常情况下，隔离开关等非灭弧气室内应无SO2气体成分，从测试结果看，已有少量SO2气体存在，证明内部存在放电缺陷。分解气体含量较少的原因，一是与故障比较，局部放电能量较小，二是该气室较大且三相联通，分解产生的SO2气体扩散后导致相对浓度较低。

表1　气体分解产物检测结果

2.6　解体检查

为进一步确认该气室的具体放电位置，对该气室进行停电解体检查。解体后，发现C相隔离开关气室内隔离开关拔叉等电位弹簧已烧蚀成粉末，拔叉上有烧伤痕迹，隔离开关操作绝缘子及GIS内壁布满放电粉尘，如图10所示。

图10　绝缘子、GIS内壁粉尘及拔叉烧蚀

3　结语

超声波局部放电检测技术具有抗电气干扰能力强、可准确定位的优点，是目前进行GIS局部放电测试比较可靠有效的检测手段，但超声波在气体介质传播过程中信号衰减较快，在进行现场局部放电普测时，取点较密集，工作量比较大，一定要严格取点距离，以免漏测放电点。

特高频局部放电检测技术具有很高的检测灵敏度，检测频带宽，但其抗干扰能力弱，现场检测时，较难分辨局部放电信号和背景噪音信号，需要积累足够的经验才能进行判断。

特高频局部放电时差定位检测法是比较先进的特高频检测技术，具有很高的检测灵敏度，抗干扰能力强，故障定位范围广，可广泛应用于现场GIS状态诊断工作中，能够快速准确定位局部放电信号源，有效发现GIS内部缺陷并定位，使局部放电检测工作更加准确、全面、有效。

紫外成像放电检测法可以作为辅助手段检测并定位周围存在的噪声干扰。

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