施涛 方勇 邹璟 王清波 赵荣普 李骞
（云南电网有限责任公司昆明供电局 云南昆明 650000）
摘要：我们国家的经济在不断发展，国家电网建设也在不断完善，在国家电网的建设中，也少不了GIS变电站，GIS设备的质量和使用效果也越来越受到国家电网的关注。GIS设备其实就是一种开关，但是这种开关是把网络、控制以及测量和保护都集合在一起，它的优点是体积小、配置灵活，受外界因素的干扰程度比较小。近几年，GIS内部放电问题也造成了很多事故，由于GIS的故障，导致变电站全部停电或者部分停电，对电网的安全运行有着很严重的影响。在GIS设备发生的许多故障里，可以反映该设备的绝缘性能的重要参数就是局部放电。对运行中的GIS设备进行局部放电普遍检测，经过局部放电的检测技术，可以对检测结果加以分析，避免该设备出现事故，可以使电网安全稳定并且高效的运行。
关键词：GIS；局部放电；检测
一、局部放电的检测原理
1、超高频局部放电检测。这种检测方法的优点是灵敏度高，抗干扰的能力强，而且对现场的操作也比较容易。但是用这种方法测量设备的局放情况要有条件，其首要条件就是局部放电的波形有很陡的上升前沿，脉冲持续的时间也超级短暂，在气室中多次进行谐振的频率要达到1.5GHZ以上才行，放电源的几何形状也关系到局部放电所产生的电磁波谱，也与放电间隙的绝缘强度有关系，当放电的间隙比较小时，所产生的放电持续时间会非常短暂，而且产生的电流脉冲在图形的显示上就会比较陡，这个时候就会辐射出频率比较高的电磁波，当放电间隙的绝缘程度比较强的时候，击穿的过程就会比较快，这时，产生的电流脉冲也会比较陡。
超高频的信号在传输的过程中很容易衰减，而且速度也很快，所以GIS以外的特高频段的电磁干扰信号的频带就会比局部放电信号的频带窄很多，它的强度也会随着频率的增加而迅速的下降，这样进入GIS特高频段的分量就会比较少，这样就可以避开很多空气放电信号的干扰。在那些分布在超高频周围，有着固定频率的那些干扰因素，就可以通过调整检测频带的宽窄来避开这些干扰频段，这样就可以达到检测局部放电的目的。GIS的很多部位都设有盆式的绝缘子，他们都是用非磁铁材料制成，对超高频发出的信号有很强的透射性，当产生的电磁波在沿着金属轴进行传播的时候，其中就有一部分的信号通过绝缘子向外辐射出来，针对这一特点，可以在外部安装一个放电检测传感器，可以接收到从绝缘子这泄露出来的高频段信号。
2、超声波局部放电检测。超声波局部放电技术有很强的抗干扰能力，还有很强的定位能力，在众多检测法中具有重要的地位。超声波是一种震动频率大于20KHZ的声波，它的频率远远超过了人类的听觉范围，对于这种人类听不到的波叫超声波，超声波的传播形式有两种，和其他波的传播形式差不多，也分为横波和纵波。当GIS设备的内部产生局部放电信号时，就会有一定的冲击出来的振动，有时候还会产生声音，这时，超声波就会针对该设备发出的信号，在周围安装传感器，该方法的特点是传感器与电力设备的电气回路没有任何联系，不受电气方面的干扰，但在现场使用时易受周围环境噪声或设备机械振动的影响。但是超声产生的信号在GIS设备的绝缘材料中很容易衰减，所以超声波检测法的灵敏度和范围有限，但是对定位的准确度很高。
声波的强弱，可以用声压幅值和声波强度等参数来表示。声波在介质中传播会产生衰减，造成衰减的原因有很多种，如波的扩散、反射和热传导等。在气体和液体中，信号的衰减主要是因为波的扩散；在固体中，分子的撞击把声能转变为热能散失是衰减的主要原因。
二、局部放电检测技术的应用
1、视频基带传输。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种传输方式是电视监控传输方式，方法比较传统，对于一些频率的信号具有选择性，可以对在零到六兆赫兹的视频基带信号不做任何处理，而是通过轴电缆直接传输模拟信号，利用视频基带传输具有一定的优点，对于一些短距离的传输，可以在传输的过程中对一些图像信号损害较小，而且使用比较便宜，传输过程也比较稳定。但是，传输的距离比较短，对于一些距离稍微长一点的信号之间的传输，对图像的信号衰减性比较大，没有办法保证图像的质量，在传输的过程中，一段视频信号就需要布置一根电缆，比较麻烦，而且结构呈星形结构，维修的过程会很困难，只适合比较小的传输系统。
2、WIFI无线传输。WIFI也就是人们常说的无线网，它是一种商业认证，也是一种无线联网技术，以前人们进行上网时需要连接无线，在外出办公时会很不方便，而WIFI则是通过无线电波来联网，是现在社会中应用最广泛的一种无线传输技术。它的优点是节省流量，传输速度比较快，但是安全性不高。
3、蓝牙传输。蓝牙也是一种无线传输技术，蓝牙使用跳频技术，将蓝牙传输过程中的数据分割成一个一个的小的数据包，然后再通过指定的蓝牙频道分别传输数据包，蓝牙进行传输的结构是主从结构，可以随时在主设备与其他设备之间进行，而设备使使用无线电通讯系统，并不是用实际能看到的线相连，而是利用光学的无线路径。相对于WIFI数据传输，蓝牙的传输安全性更高。
4、微波传输。微波传输的距离较远，在其他方式不能解决时，微波传输是可以解决距离较长又不容易布线的传输方式之一。将微波的品路或者幅值进行调制，可以将图像搭建到高频载波上，再讲图像信息转变为高频电磁波在空中进行传输。利用微波进行传输的优点是成本比较低，而且传输过程稳定，对传输过程中图像的清晰度损害比较小，而且可以进行动态传输，具有很好的可扩展性。其缺点是：由于采用微波传输，频段在1GHz以上，常用的有L波段（1.0~2.0GHz）、S波段（2.0~3.0GHz）、Ku波段（10~12GHz），传输环境是开放的空间，如果在大城市使用，无线电波比较复杂，相对容易受外界电磁干扰；微波信号为直线传输，中间不能有山体、建筑物遮挡；如果有障碍物，需要加中继加以解决，Ku波段受天气影响较为严重，尤其是雨雪天气会有比较严重的雨衰现象。不过也有数字微波视频传输产品，抗干扰能力和可扩展性都提高不少。
三、超高频和超声波技术的不同
超高频检测的信号是特高频的电磁波信号，对电晕放电不是很敏感，容易受悬浮放电的影响，对各种放电缺陷都比较敏感，但是不能及时发现弹垫松动、粉尘等非电性缺陷，检测的范围比较广但是不具备定位功能；超声波检测的信号是超声波信号，对电气干扰不太敏感，容易受到震动以及噪音的影响，仅仅对部分放电敏感，能发现粉尘等非电性缺陷，但是检测范围比较小，定位比较准确。因此，这两种方法联合使用，可以取长补短，还可以确定被测信号的来源，对GIS设备缺陷的判断避免误判。
结束语
利用无线检测法来对GIS设备进行检测，其中超高频和超声波是两种重要的检测方法，各有优势又可以相互补充，超声波对自由颗粒比较敏感，并且容易对产生的故障进行定位，但容易受到测量现场的高频机械振动、电磁噪声、线圈磁滞损耗等因素的干扰。而超高频检测法可以确定GIS设备的内部缺陷，并且有很强的抗干扰能力，对GIS内部各种放电类型的电磁信号都能够实现良好的检测灵敏度，而且有效检测范围大，检测效率高。而利用有线连接的方式进行传输，需要在各个传输设备之间用网线进行连接，限制了设备的距离，在电力系统当中，利用有线进行数据传输很可能造成网线混乱，甚至对工作环境造成影响，影响了工作人员的效率，而且电力系统工作的环境有限，进行有线传输时设备之间的距离较远，又不可能轻易挪动，考虑到工作安全，还应该选择无线传输的方式进行数据传输。这对一些技术人员也是一个极大的挑战，在我国经济发展如此迅速的今天，我们国家应做好对无线检测技术的推广和使用，相信能在全国的GIS设备以及一些其他设备中都能得到良好的应用。
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论文作者:施涛,方勇,邹璟,王清波,赵荣普,李骞
论文发表刊物:《河南电力》2018年15期
论文发表时间:2019/1/22
标签：信号论文; 设备论文; 局部论文; 超声波论文; 蓝牙论文; 就会论文; 微波论文; 《河南电力》2018年15期论文;