GOM5010型GIS局放在线监测装置的研制

陈 勇，黄文雄，张天成，贺庭喜

（武汉朗德电气有限公司，湖北 武汉 430000）

0 引 言

GIS设备在运行过程中会受到电、热、机械以及环境等因素的影响，使其内部发生复杂的变化，导致绝缘性能逐渐劣化[1-3]。为保证设备质量和系统供电的可靠性，设备投入运行前要进行严格的质量检查，设备投入使用后也需要进行日常的科学管理和维护。GIS设备的在线监测与故障诊断意义重大[4]，在此提出以状态监测和故障诊断为基础的技术方案，使预防性维修向预知性维修过渡，实现从“到期必修”过渡到“该修则修”。

1 GIS设备局放机理分析

GIS（Gas Insulated Substation）是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS设备在热、电、机械以及环境等因素的长期影响下会发生老化，当老化达到一定程度，绝缘会遭到破坏。GIS绝缘劣化导致局部放电，初期一般不会引起贯通性击穿，但局部放电会加速GIS的绝缘劣化，导致振动和过热等累积效应，进而导致绝缘缺陷扩大，最终发生绝缘击穿而出现电流泄露[5-6]。局部放电严重的情况下会直接损坏设备，从而影响整个系统的运行。

根据GIS设备有可能出现的绝缘缺陷，可将局部放电产生的原因细分为尖端放电、自由金属微粒、悬浮电极以及结构缺陷4个方面。GIS主要绝缘缺陷及对应的局放现象如图1所示。

图1 GIS主要绝缘缺陷及对应的局放现象

由于存在以上绝缘缺陷且设备长期运行在强电磁环境下，不可避免会产生一定程度的损耗。对设备进行局放监测，能掌握设备在实时运行阶段的绝缘状态。当局放造成的绝缘破坏影响设备的正常运行时，工作人员能第一时间发现问题并采取相应的解决方案。局放监测除了能直接反映设备的实时绝缘状态外，还能应用于设备投运前的性能检验环节，全方位最大限度地保证设备运行的稳定性。

2 局放在线监测系统的研制

2.1 系统整体结构

系统采用分级分层的体系结构，具体可以分为监测系统主站、监测系统分站以及监测系统子站3层。用户根据具体情况和应用规模，选择是否设立分站。局放在线监测系统结构图，如图2所示。

图2 局放在线监测系统结构图

2.2 GOM5010型局放在线监测装置结构

GOM5010型局放在线监测装置采用分布式测量结构，整套系统由特高频传感器、信号采集单元（IED）以及监控主机3个部分组成，可实现对GIS罐体中局部放电状态量的监测、分析以及诊断等。采集单元最多可监测16个局放监测点，其中15个特高频监测点和1个噪音监测点。采集单元可安装在UHF被监测设备的附近，通过信号电缆和安装在GIS上的UHF局放传感器进行就近连接，避免信号在传输过程中的衰减和失真，从而保证局放监测的灵敏度何抗干扰能力。GOM5010型局放在线监测装置结构如图3所示。

图3 GOM5010型局放在线监测装置结构

后台系统软件用来显示测量点放电信号的幅值、极性以及相位等基本参数，通过二维或三维图进行展现，并进行模式识别和报警。采样单元在采样时应遵循高速、多点以及同步原则[7]，不仅能对采样信号进行滤波，还能捕获放电特征。特高频传感器用来接收局部放电的脉冲信号。

2.3 Eonline局放在线监测软件

装置的功能整体集成在Eonline局放在线监测软件下，通过计算机实现操作控制。Eonline局放在线监测软件主要用于实时采集和显示现场信号，并分析诊断监测信号，实时监控GIS的局放状态，及时通报故障，保障设备长期稳定运行。Eonline局放在线监测软件功能示意图如图4所示。

图4 Eonline局放在线监测软件功能示意图

Eonline局放在线监测软件的登录界面如图5所示。用户通过账号密码登录，保证系统的安全性。工作人员可在计算机界面观测设备的状态，并实时处理采集到的数据。

图5 Eonline局放在线监测软件登录界面

除具备在线监测和故障诊断功能外，Eonline局放在线监测软件支持同时接入256个监测点，同时显示4通道的监测数据。它的监测数据可保留10年。

3 结 论

GOM5010型GIS局放在线监测装置具有完备的在线监测和故障诊断功能，能实时监测设备的局放状态并自动进行故障诊断，显著提高了设备的故障预警能力。工作人员可通过计算机对Eonline局放在线监测软件进行后台操作。