摘要：伴随着社会经济的快速发展以及科学技术的不断进步，电网建设也加快了步伐。在电网建设中，气体绝缘组合电器（简称GIS）作为一种性能优良的高压电力设备，得到了广泛的应用。其中该设备带电运行中局部放电的检测问题备受关注。因此文章就带电检测技术在GIS内部局部放电缺陷检测中的应用展开探讨。
关键词：带电检测；GIS；局部放电；缺陷检测；应用
气体绝缘组合电器（简称GIS）作为一种结构紧凑、性能优良的高压电力设备，在电力系统中运用越来越广泛。GIS内部绝缘结构主要为SF6气体绝缘，其在制造时出现的毛刺、安装运输时部件松动或接触不良引起电极电位浮动、运行中绝缘老化、以及各种情况下可能出现金属微粒等各种缺陷，都可能不同程度的导致GIS内部电场发生畸变，使得局部电场加强而产生局部放电（简称PD）。因此，通过对GIS PD进行检测，可以在一定程度发现许多内部存在的缺陷，对保证GIS的安全可靠运行具有重要的现实意义。
一、局部放电检测方法
（一）非电检测法
非电检测法主要包括超声波检测法和化学检测法。当GIS内部存在局部放电时，会生产超声波信号，可通过安装在GIS外壳上的超声波传感器进行检测，这种方法称为超声波检测法。超声波检测法主要优点是定位方便，因其无法进行局部放电量的定量分析，主要作为一种辅助测量方法进行运用；组合电器内部绝缘气体为SF6，SF6为一种非常稳定的惰性气体，绝缘强度高，正常情况下不会发生分解反应，当出现电弧放电等异常情况时，高温电弧能量会使SF6气体发生化学反应，生成SF4、SF3、SF2等硫化物，同时，当SF6气体周围含有微水和氧气时，会生产HF和H2SO3、SO2等化合物。通过采用气体传感器对SF6分解产物进行检测的方法称为化学检测法。通常情况下，SF6在不同的环境下发生的分解产物不同，含量以及产生速率等也有差异，可通过检测SF6气体组分含量与变化趋势来诊断其内部绝缘缺陷的情况。化学检测法优点是准确度和灵敏度高，是目前运用最广泛的局部放电带电检测方法之一。
（二）电检测法
电测法主要是脉冲电流法和超高频法（简称UHF）。脉冲电流法是IEC 60270标准推荐的检测方法，主要用于变压器局部放电定量检测，在GIS局部放电检测中运用较少，其原理是当产生局部放电时，在其耦合回路中会有脉冲电流，通过采用检测阻抗或者罗氏线圈传感器，就会耦合到脉冲电压信号。脉冲电流法检测频率通常在10 MHz以内，相比于超高频法而言，它的主要优点是可以对局部放电进行定量分析。超高频法是目前运用于GIS局部放电检测最为成熟的一种方法，其检测频率通常为300 MHz～1 GHz，是近年来发展起来的一项新技术，也是运用于GIS局部放电检测最为成熟的一种方法。它是利用装设在GIS内部或外部的天线传感器接收局部放电激发并传播的300～3 000 MHz频段超高频信号进行检测和分析的一种方法。GIS内部腔体可视为一个同轴波导结构，PD激发的超高频信号在内部会以横电波和横磁波的方式在其内部传播，在GIS外部壳体的观察窗以及盆式绝缘子等位置会发生电磁波信号泄露，在这些位置安置UHF传感器可有效的检测到UHF信号。
二、应用实例
（一）异常概况
2016年07月11日，检测人员在对某220kV变电站超声波局放检测时发现，该变电站一线24947 隔离开关 C 相区域超声波局放数据出现异常，该信号幅值较大，信号相位稳定，具有较强的 100Hz相关性，具有明显局部放电特征。在随后进行超高频局部放电测试中，该区域绝缘盆子浇筑孔处及外部空间均检测到明显的特高频局部放电信号。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过波形图谱分析，该放电可能为悬浮放电，通过 G1500 声电联合定位系统，初步确定缺陷位置位于220kV东一线 24947隔离开关 C相机构区域。
（二）检测对象
该220kV变电站2014年08月投入运行，220kV及110kV设备采用户外GIS设备。测试时变电站运行方式：220kVGIS一次设备接线方式为双母双分段接线，目前共有 4条220kV出线及和2台主变间隔。220kV GIS一次设备的盆式绝缘子均带有金属屏蔽，但在出厂时已预留浇筑孔，可进行特高频带电检测。测试过程中设备全部带电运行。
（三）检测仪器及装置
本次测试采用仪器：DMS特高频局部放电测试仪、AIA-2超声波局部放电测试仪、PDS-T90局部放电测试仪、P630红外成像仪、STP1000+气体综合分析仪、G1500声电联合局部放电定位仪。
（四）检测数据
（1）测试人员采用华乘 T90超声波局放测试仪对该区域进行超声波局放测试时发现，东一线 24947隔离开关C相区域附近出现间歇性超声波局放信号异常，超声波局放测试值远远超出背景测试值。T90测试出该区域超声波信号具有较强的信号幅值，100Hz相关性达到 1.8mV，相位图谱及连续波形均存在异常。（2）随后测试人员采用 AIA-2型局放测试仪对该设备进行局放测试，24947隔离开关C相区域附近存在间歇性异常信号，放电强度较大，幅值达到60mV，100Hz相关性达到3mV。（3）测试人员使用泰普联合 STp1000+及 TP40型 SF6气体综合测试仪对该气室进行微水及分解产物测试， SF6气体测试未发现任何异常。（4）测试人员使用 DMS特高频局放测试仪对24947隔离开关C相进行两侧绝缘盆子处浇筑孔进行特高频测试，均采集到明显的局部放电信号。该 GIS内部存在较强的放电信号，达到黄色强度级别。且在每个正玄周期内存在两簇放电信号，符合悬浮电位放电的特征。（5）T90特高频测试，测试人员使用 T90进行特高频局放测试，在24947隔离开关 C相浇筑孔依然测试到异常信号，幅值达到 68db，且该信号具有明显的相位关系，每周期存在两簇信号，具有明显的金属性悬浮放电特征。
（五） 结果
通过超声波局放测试，特高频时差法定位、声电联合定位，可以确定2494隔离开关C相内部存在异常放电信号。该信号为间歇性放电，且存在壳体收到震动即开始放电的特性。通过图谱波形分析，该信号强度大，信号有一定的重复性，具有明显的金属放电特征，初步判断该区域螺栓、屏蔽松动或较大颗粒引起的放电。当Vpeak>20mV，且100Hz幅值/50Hz幅值介于1～2之间应立即停运。220kV乌阜东一线24947隔离开关局部放电最大 处AIA超声波幅值已达到60mV，大于规程规定。由于该放电位置目前并不能准确定位，虽然该信号为间歇性，但放电较强，可能会对GIS内部绝缘材料起到破坏，或放电引起的金属粉尘有导致内部击穿的肯能。应该结合检修计划，尽快安排停电检查。
总之，传统的定期检修方式不易及时发现设备运行中发生的缺陷，致使设备偶然停电概率较高，同时其存在“小病大修，无病也修”的缺点，因此定期检修方式已不能满足当前电力工业发展的需求。而带电检测技术很好的解决了定期检修上述的不足，逐步成为电力生产中主要的检修方式。但是带电检测技术的对故障的确诊还远不及停电试验，需要与停电试验结合，综合分析判断，从而制定出合理的设备检修策略。
参考文献：
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论文作者:李宗臻1,孙国峰2,张泽萌3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/14
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