带电检测技术在GIS缺陷检测中的应用分析

唐琳凯

摘要：电力系统的稳定性与我国经济的发展和人们的正常生产生活密切相关，近年来，随着电力行业的不断发展，GIS设备以其可靠性高、占地少、便于维护等优势被广泛的应用到电力系统中，但是GIS设备在生产运行过程中存在一定的风险，一旦发生故障将会引起严重的停电事故，因此在电力工作中为提高GIS设备运行可靠性，需要进行缺陷监测工作。本文对带电检测技术在GIS缺陷检测中的应用进行了分析，希望能够提高GIS设备的运行效率，从而为电力系统的稳定运行提供可靠保障。

关键词：带电检测技术;GIS缺陷检测;应用

GIS设备在设计、装配、安装和运行过程中可能出现各种缺陷，如果不能及时的发现处理可能会给GIS设备的安全运行造成影响，甚至会损坏设备，所以对GIS设备进行缺陷检测是必不可少的。GIS缺陷检测分为停电试验和带电检测两种，由于停电试验的电压较低，虽然能够发现部分缺陷，但是却无法反映出设备运行的真实情况，对于一些潜伏性的缺陷不能及时发现，而利用带电检测技术不仅能够在不停电的情况下及时的发现内部缺陷，还能够对其进行精准的定位，从而减少故障发生概率。

一、带电检测技术概述

带电检测技术是一种电力设备检测的重要手段，指在设备带电运行的情况下，对设备状态进行现场检测，获取设备状态量，评估设备状态，从而发现设备潜在性的运行隐患，确保供电的可靠性，减少事故发生概率以及带来的损失。带电检测技术有很多种，应用带电检测技术能够对不同缺陷进行精准的检测，及时发出预警，同时能够有效提升设备的检修效率，确保电力系统能够正常运转。

二、GIS缺陷检测概述

GIS是上世纪60年代出现的一种封闭式组合电器，以断路器为主体，与隔离开关、接地开关和电流互感器组合在一起，由于GIS设备缩小了配电设备的尺寸，因此减少了占地面积，而且带点部分封闭在金属外壳内，因此完全不会受到大气条件的影响，所充气体为不燃的惰性气体，运行的可靠性较高，除此之外，GIS设备还具有维护工作量小、检修周期长、安装工期短等特点，由此可见，利用GIS设备能够有效提升电力系统运行稳定性，更好的满足电力系统运行要求。但是由于GIS设备在安装使用等过程会存在一定的缺陷，或者由于一些其他原因可能降低绝缘强度，所以必须要对设备进行缺陷检测，从而及时发现和维修存在的缺陷，避免引起电力系统故障[1]。下图是GIS主要元件介绍。

三、GIS缺陷类型

GIS常见缺陷主要有气体泄漏、水分含量、内部放电、内部元件故障等等。GIS设备也成为六氟化硫封闭式组合电器，其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，如果发生SF6气体泄漏现象，会给整个设备和电力系统造成严重的损失，一般情况下，SF6气体的泄漏主要与材料质量、设备加工精细度和技术人员操作等方面的原因有关，除此之外由于设备材料的老化也有可能造成裂缝，从而出现气体泄漏;另外，在SF6绝缘气体中添加少量的其他气体能够在一定程度上提升气体介质的绝缘性能，但是与此同时如果混入少量的水分则会影响SF6的绝缘性能。GIS内部放电主要时电晕放电的形式，六氟化硫其他在不均匀的电场中会发生局部自持放电，主要是由于设备中存在一定的混合物，从而影响了设备的绝缘强度，这样一来不仅会增加工作人员的工作负担，还会影响设备的可靠性和安全性。GIS设备的元件故障主要是断路器、负荷开关、隔离开关、接地开关等元件在使用过程中由于接触不良或者短路等原因影响了设备的正常运行，所以必须要重视对设备和线路状况的检查[2]。

四、带电检测技术在GIS缺陷检测中的应用

（一）特高频局部放电带电检测

由于GIS设备内部存在局部放电时的击穿过程很快，会产生较陡的脉冲电流，激发出特高频电磁波信号，特高频局部放电带电检测就是通过特高频传感器接收局部放电所激发出的电磁波信号，对电磁波信号进行分析，从而实现缺陷的类型判断和定位，但是这种方式只能判定出大致位置，无法实现精准定位。从使用傳感器进行区分，可以分为内置式和外置便携式两类，在对GIS设备进行局部放电检测过程中，分为时域测量和频域测量两种，在使用特高频局部放电带点检测技术过程中，需要全面了解该方法的特点，事先做好相应的准备，从而排除干扰因素的影响，保证测量结果的准确性[3]。

（二）超声波局部放电带电检测

超声波局部放电带电检测技术是一种被广泛应用的技术，由于GIS设备内部如果发生放电或者振动缺陷时，将会产生冲击的声波或者振动，并以球面波的形式向外传播，该技术主要是通过在GIS设备外壳上所放置的传感器来接收内部放电震动或者超声波，然后对超声波进行检测来掌握GIS设备的状态，判断内部是否存在局部放电或者异常振动。在利用超声波局部放电带电检测技术过程中，为了确保传感器与壳体接触良好，减少信号测量损失，可以通过涂抹超声耦合剂的方式来提高测量结果的准确性，除此之外，为了避免外界因素的干扰，还要注意合理的选择测试点以及测点与其他因素的联系。

（三）化学成分分析法

由于GIS设备内部存在放电或者过热缺陷时，所产生的能量会使六氟化硫气体分解产生二氧化硫、硫化氢和一氧化碳等气体，而且不同缺陷类型分解的产物不同，因此可以利用分析设备对SF6气体进行成分分析，从而对内部放电或者过热缺陷进行判断，根据气体浓度还能够检测缺陷的严重程度[4]。

（四）红外热像检测

由于物体在运动过程中会产生热能，从而在物体表面形成一定的温度场，从而被观察到。同样的道理，GIS设备在发生故障时由于分子运动也会产生热能，形成热像，因此可以利用红外热像检测技术，通过设备吸收红外辐射能量，以设备表面温度和温度场的分布情况来判断设备故障，通过对热像进行观察能够更加全面彻底的发现很多不易察觉的细节问题[5]。

（五）缺陷定位

缺陷定位技术主要包括两种，一种是幅值定位，另一种是时延定位。幅值定位所应用的是特高频和超声波信号的衰减作用，传感器所检测的信号强度与放电源的距离有关，放电源越近信号越强，放电源越远信号越弱，但是利用幅值定位技术进行定位存在一定的缺陷，精度无法保证，这主要是由于特高频信号在GIS腔体中衰减较小造成的，因此只能大致确定位置;而时延定位技术具体又可分为声声联合定位、电电联合定位和声电联合定位几种，声电联合定位的方法一般应用在能够同时检测到特高频和超声波信号的时候。

结束语：

总而言之，带电检测技术是一种科学有效的方式，利用带电检测技术对GIS设备进行缺陷检测，能够时刻掌握其运行动态，尽早发现内部缺陷，并精准的定位缺陷进行相应的检修，有效降低事故率和检修成本，因此需要重视带电检测技术在GIS缺陷检测中的应用研究，从而为GIS设备的安全运行和电力系统稳定供电提供可靠保证。

参考文献：

[1]李月华.带电检测技术在GIS缺陷检测中的应用[J].环球市场，2017，（23）：221.

[2]毛惠卿.探讨带电检测技术在GIS缺陷检测中的应用[J].百科论坛电子杂志，2018，（2）：313.