GIS设备局部放电故障多维度诊断方法研究

李德 郭海

摘  要：当前，随着我国GIS设备的逐年增加，应严格对GIS实施有效地检测和诊断，以期让故障在萌芽时消除，避免发生严重的事故的出现，这也是当前GIS设备为实现运行健康、可靠运行急需面临解决的问题。为保证更好地解决不同阶段的GIS局部放电，发挥其自身优势，文章主要通过对当今国内外GIS设备检测技术现状的了解，进一步加强对GIS设备局部放电故障的多维度诊断。

关键词：GIS局部放电;故障检测;技术手段;超高频

中图分类号：TM595        文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）11-0136-02

Abstract： At present， with the increase of GIS equipment year by year in our country， the effective detection and diagnosis of GIS should be carried out strictly in order to eliminate the fault in the bud and avoid the occurrence of serious accidents. This is also the current GIS equipment in order to achieve healthy and reliable operation of the urgent need to solve the problem. In order to better solve the partial discharge of GIS in different stages and give full play to its own advantages， this paper mainly through the understanding of the current situation of GIS equipment detection technology at home and abroad， further multi-dimensional diagnosis of partial discharge fault of GIS equipment.

Keywords： partial discharge of GIS; fault

在自动化工业不断发展的带动下，人们对供电需求逐渐升高。传统的电力系统已经远远满足不了现今的城市化发展的步伐。GIS设备当中的缺陷问题主要就是依赖局部放电检测技术监测到的。国内外对于电网当中GIS局部放电的检测手段也在不断的探索，力求技术手段实现趋近成熟的状态。很多专业的学者在依托现有技术和知识的基础上不断的试验、探究、实践，在不同维度上进行创新。

1 GIS设备局部放电概述

当今无论是在国际上，还是从我国技术层面的创新应用上，GIS局部放电检测技术部分还不完善。仍然处于亟待创新发展的初级阶段，但现今的科研成果也是不可忽视的。如：在硬件装置的放电检测上以及关于软件的检测方法都有了很大的进步。相对于其他的传统电气而言，GIS设备拥有体积较小、技术功能优良、不容易受到外在因素的影响、对于火灾的危险性较低、整体设备的检测维修周期长等各个方面的高性能优势。传统的设备在出现故障的概率点上减少了一个数量等级。在参考GIS设备各个方面的优点，促进了其在大范围的应用推广上面的有利佐证。但是各种事物有利就有弊，GIS设备有着其内在优势的同时在一定程度上也有着自身的弊端。正是由于GIS设备本身就是一个全封闭的电力组合设备，因此在检测故障阶段更加不能够通过视觉、触觉以及各种第一视角上的感官推测。设备本身的体积极小，在初始安装时就会非常的紧凑;在运行的过程当中一旦内在的零件或者部位损坏就会将影响向外扩散，容易波及四周的其他零件或者部分;造成整体设备的损坏。因此，一旦GIS设备出现故障，后续的维修工作就会十分复杂;一般来说设备往往需要很多的时间进行维修。

2 GIS局部放電检测的方式

2.1 光学的方式主要针对的就是非电量对局部放电的检测。利用的原理是通过GIS设备视窗观察设备内部放电情况的监测。但这种方式也存在着自身的“死角”弊端。在光射线被气体以及绝缘子吸收后造成的“死角”会阻碍检测数据的结论。在灵敏度方面也可能会受设备内壁光滑的反射影响。

2.2 化学的方式主要是对气体中的含量来进行分析检测GIS局部放电的。GIS自身含有少量的干燥剂和吸附剂，使得在一定程度上影响测量结果的准确性。优势在相对较小的气室当中最为显著。可以最大限度的进行有效测量。

2.3 机械方式通过设备间的振动传感效果，在这种方式的检测中要求使用灵敏度极高的设备检测。将极微小的振动参数准确的记录下来。优势在于不用担心干扰问题。

3 GIS设备局部放电故障的多维度诊断方法应用电网中的GIS设备随着人们日常需求的增加不断的增多。GIS局部放电设备主要依靠着科学有效地检验和诊断进行在萌芽阶段的事故，进而采用消除的技术手段。在一定程度上可以避免事故的发生概率。在这几个方面可以最大限度上地成为设备运行的有利基础。在设备运行的不同阶段可以采取不同的检测手段。通过全面发挥GIS设备的自身优势，进一步采纳现阶段最先进、实用的诊断检测方式，最大程度上的解决GIS设备局部放电的各种问题。在现有技术手段的基础上，提出关于GIS设备局部放电故障的多维度的诊断方式的技术手段。换句话说就是在GIS设备投入前、在线运行过程中以及事后维修和故障检修时，通过对局部放电检测的故障检测，继而掌控设备全面的检测和防护。

3.1 GIS设备运行前——负极性标准雷电冲击负极性标准雷电冲击局部的操作主要是应用在GIS设备运行前放电情况的检测手段。在应用的过程中，在具体的相关操作中主要需要参考以下两点参数：一方面是设备本身的电压特性方面，负极性标准雷电冲击所采用的电压具有极小的分散性;同时在波头方面的放电频率较高。在局部放电的过程至少有一半的占比的放电初始的电压比其他的冲击类型的电压要小。不仅如此，为了推进波形成型和破坏性放电的情况出现;要求雷电冲击电压相对电网回路内阻抗的作用力较低。在最终可以使得雷电的冲击电压要比操作冲击电压高。检测过程中雷电冲击电压的作用就是检测异常带电区域，正是利用了雷电冲击电压在对其的极具敏感这一特性采纳的。相同的情况，操作的冲击电压对结构是否出现污染和存在结构缺陷等问题的检验十分有效。

3.2 GIS设备在线运行过程中——在线监测去噪体统

GIS设备的在线监测去噪系统主要是检测GIS设备在运行的过程当中及时有效地检测电网运行情况设定的。GIS设备本身的结构繁杂、拆卸困难，在进行实时监测数据诊断是有着很大的局限性。在线监测系统可以在发生局部放电运行，采取科学合理的方式进行有针对性的检测局部放电的故障诊断手段。现今最为先进的设备在线监测都是由最基本的部分构成和传送方式;即为原始信号经由路线进而被检测目标接收到。一般而言，在信号传送的过程中会出现很多的因素干扰。包括自身的同时也存在传送环节过程中外在的干扰信号。因此在信号的前期处理阶段就要求将各个传感器接收到的信号一定要进行放大以及过滤处理。然后在信号切换以及采取样本和保存方面保证样品数据的电信号不受任何外在因素的干扰。通过高速度、低消耗和不容易受到外在电磁的信号干扰的光纤运输到后台进行信号的处理。进一步对检测信号进行分析和研究，以便随时获取GIS设备的运行状态各个参数的物理量。再先进的高科技也離不开人为的操作和控制，工作人员需要将检测的结果和信号做出最后的总结。在享有技术和专业知识的基础上判断GIS设备的基本运行情况和故障参数、数据。一旦检测出有故障点的出现就要进行及时的判断继而采取技术手段解决。通过对局部放电的检测和诊断，可以有效的掌握整个GIS设备在运行过程中全方位的监测。

现今最受欢迎的、应用最为广泛的在线监测系统就是特高频的在线监测方式。这种检测方式主要是通过对GIS设备的局部放电所辐射出特高电磁波的信号被天线在线采集到。在上位机的分析研究之后，可以达到在线监测的GIS整个设备的运行情况。

针对不同储存周期的局部信号数据有着很大的检测优势。主要的检测方式可根据时间的长短主要分为两种类型：一种指长期储存方式，主要将数据进行压缩处理只单独保存最大程度上局部检测放电量和频次等极具特征的数据参数。另一种类型主要针对的类型就是近期储存的方式，最大可能的保证原始数据的完好性可以采取循环刷新的方式。

关于去噪问题上这种方式并不适用，但是这种方式可以很好的进行信号预处理操作。在线系统在后台可以进行数据的采集和处理工作，即使单纯的带通或者低筒的滤波处理手段依然存在很多不足。但是他可以在很大程度上抑制解决周期性干扰，有助于提取脉冲波形的特征以及信号特征量图。

3.3 GIS设备故障检修——X射线数字成像系统

X射线数字成像系统检测的就是GIS设备的内部物件状态的变化。包括一些细小物件的检测，诸如螺丝松动、零碎物品的移动变形等等;在施工现场的检测绝大多数在运用相应的在线监测的方式进行确定故障隐患位置以及局部放电的范围，继而才能确定内部结构的状态变化。两种方式相结合使用可以很大程度上提升诊断故障的准确率，真正意义上可以实现GIS设备“可视化”的诊断结果。

4 结束语

现今的趋势之一就是对X射线数字成像法在闭合式输变电的设备“可视性”探测的检测、分析技术手段的推广。它所具有的穿透力是其他的技术手段所没有的，达到的效果也是其他方式远远及不上的。在保证完全穿透物体的基础上，对经过的内在结构并未造成任何损伤的检测。在绝对意义上保证了其内在结构的完整性。

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detection; technical means; UHF