220kV电缆GIS终端的局部放电在线监测研究

沈其龙

摘要：GIS因其高集成化、小巧的结构，能够节约大量用地面积，很少占用电力走廊，满足节约型经济发展要求，逐步成為高压开关设备主要发展方向。但是220kV电缆GIS终端在应用时却会出现局部放电现象，加强对其的在线监测已经势在必行。文章就GIS终端的局部放电在线监测原理、组成、在220kV电缆中的应用进行了论述与研究。

关键词：220kV电缆;GIS终端;局部放电;在线监测

一、GIS终端的局部放电在线监测原理

文章探讨的GIS终端局部放电在线监测系统选择的是超声检测系统，包括信号处理、模数转换、前置放大、声电转换四项内容。

1声电转换

超声检测系统中，应用较为广泛的是压电陶瓷制作的谐振式传感器，其借助压电陶瓷本身具备的正压电效应，进行局部放电时形成的机械压力波，发生形变而形成交变电场，完成声信号→电信号的转变。

2前置放大

在测量过程中，在GIS外壳装置超声传感器，放电点传输的声波借助绝缘系统传输至传感器，信号在此过程中会有一定程度的衰减，因此压电陶瓷一般只会接收到极小的信号，而前置放大器的应用能够对这些信号放大并过滤。

3模数转换

模数转换整体过程为：接收传感器的差分信号，并将其转化成单端信号，传输至数据采集卡完成模数转换，得出最终的数字量，利于服务器系列后续处理工作。

4信号处理

服务器与对应软件一同完成信号的处理工作与显示工作，服务器借助高速数据采集卡进行声信号采集，并以软件来完成滤波，测出频率成分、相位、峰值等有效值，显示与储存结果。

二、GIS终端的局部放电在线监测组成

该检测系统主要由以下部分组成：服务器（便携电脑、PC-server等）、就地数据采集、无线传输等。

1.硬件系统

硬件系统主要包括系统服务器、物理探头、就地数据采集单元与无线通信单元等。

2.软件系统

软件系统主要包括耐压测试软件与在线监测程序，前者在耐压测试时可进行就地单元接收数据信息的连续测量，且测试时长可无限延长，与服务程序不存在较多联系，而后者能够通过浏览器进行各项系统数据浏览。

3.术语解释

RTU：指的是远程测控终端;增益，指的是信号真实放大倍数;物理探头，为系统就地数据各个采集单元提供对应的服务;任务，指的是一次耐压测试或者间隔时间内进行的在线监测，包括在线任务与耐压任务两种形式，而在线任务需设置任务起止日期;任务探头：指的是各项任务中应用到的物理探头，在对应任务中能够单单选择就地单元;任务时间表，指的是在对应任务时间段内设置探头，完成数据采集;任务状态，包括待执行、执行、完成执行三种状态;在线任务的执行与启动，每次只能有一个任务在线运行，在其他任务被转换为在线任务时，其他运行任务会在系统作用下停止。

三、220kV电缆GIS终端的局部放电在线监测系统应用方式

按照我的电脑→设备管理器→端口的流程来确定正确串口点击按钮，若是只需一个传感器进行巡检，进行巡检模式勾选即可，此时系统只需构建一个通讯连接通道。具体流程主要包括在线监控模式与巡检模式两种，如下所示：

1.在线监控模式

按照220kV电缆的整体情况，选择在线监控模式;其二，增加数据目录。鼠标点击界面数据列表，然后点击“新建目录”，建设一级子目录，再点击“创建根目录”，可在数据列表中进行根目录创建，其后在修改目录名称，例如xx变电站→xx设备→YY，此外用户可进行目录自定义名称设置，其中目录深度能够无限延长;其三，设置传感器。与以上步骤基本相同，鼠标点击进行目录保存，点击“设置”，显示目录整体参数信息，设置参数信息，在“接收通道”选择设备目录传感器编号，若是查找不到该编号的传感器，需进行传感器状态检查，最后重新启动程序;其四，实时波形显示。点击保存目录中的“显示实时图谱”，弹出绑定设备对应的测试波形，还可同时打开多个窗体，同时检测多项设备的图谱;其五，启动测试。

在设置完各个通道测试后，返回主界面，设置起始时间与采样间隔时间，一般是5min、10min、30min、60min，确认参数后点击“启动测试”;其七，储存数据。

2.巡检模式

其一，首先进行参数设置，若是在巡检模式下，在系统主界面完成参数设置，在调整完参数后点击“设置参数”，传输命令至传感器即可;其二，手动测试。在手动测试下，进入主界面，点击“巡检测试”，系统传输测试指令至传感器，在完成测试后停止数据采集。接收到的文件数据会保存在对应目录文件夹中;其三，数据浏览。点击历史测试数据，例如xx变电站、xx设备、（年、月、日），如此能够查看到所有的历史测试数据，便于数据分析与共享;其四，数据共享与数据备份。将系统数据文件放置在目录文件夹“date”中，以“*.xtxc”为拓展名，并默认为“年-月-日-h-min-s”，各个系统之间能够通过数据文件进行数据共享，如此便于系统文件的备份与维护。

四、220kV电缆GIS终端的局部放电在线监测系统实际应用

以某地供电企业电缆运检为例，其在针对220kV电缆巡视时，发现某段电缆GIS终端出现渗油问题，在经过多方确认后，定为一般缺陷，在停电后进行检修工作。首先是通过局部放电监测系统直观、清楚观察终端位置局放值，加强对设备状态把握，然后综合其历史数据，绘制趋势走向图，观察其局放状况，以此为依据展开检修工作，完成检修后，在每天工作前，对先前一天内的数据细致分析，明确安全后再工作，如此能够较大程度地避免其再出现类似问题，如此也能保障现场工作人员的人身安全。

结语：综述，文章对220kV电缆GIS终端的局部放电在线监测进行了研究，重点探讨了局部放电以及在线监测，提升GIS终端局部放电能够针对多个相位进行同时监测，且无线通信，安装与操作极为便利，不但读书直观，而且可显示频率成份、有效值、瞬时峰值等，在此基础上进行趋势走向图绘制，能够储存大量信息，便于分析。就某些线路的核心位置需进行在线监测设备安装，如此利于掌握设备与线路的实时状况，从而及时排除隐患，维持电网设备的安全稳定运行。

参考文献：

[1]刘华麟，吕黔苏.基于HFCT与UHF法局放在线监测在贵州首个220kVGIS站的应用[J].贵州电力技术，2019（4）：11-14.