一起110 kV GIS局部放电异常缺陷分析
王涛，韩丙光，赵金勇，王希若
【摘 要】摘要：GIS设备由于其全封闭结构，运行中无法用传统检测方法对其内部绝缘状态进行监测，只能通过超声波、超高频等带电检测手段对内部缺陷进行诊断。通过对德州供电公司110 kV瑞丰变电站2号赵西线GIS设备断路器气室超声波和超高频局放检测，对内部缺陷进行综合诊断分析，降低此类设备故障发生的概率。 【期刊名称】山东电力技术 【年(卷),期】2015(042)007 【总页数】3
【关键词】GIS；局部放电；超声波；超高频
0 引言
气体绝缘金属封闭开关设备GIS（Gas Insulated Substation）具有占地面积小、运行可靠性高、受外部环境影响小、检修周期长等优点，在国内外应用越来越广泛。但由于其结构紧凑，内部电场集中，存在毛刺、自由金属颗粒、绝缘损坏、接触不良等缺陷时会产生局部放电，最终导致GIS绝缘故障，降低设备的利用率和可靠性。
局部放电会在电力设备内部和周围空间产生一系列的光、声、电气和机械的振动等物理现象和化学变化，通过对这些信号的检测，可以及时有效地发现GIS内部存在的缺陷，及时消除隐患，避免重大事故的发生［1］。
德州供电公司电气试验人员通过开展GIS局放带电检测，成功发现并消除了110 kV瑞丰变电站2号赵西线断路器气室放电缺陷。
1 检测过程
1.1 设备运行状况
德州供电公司110 kV瑞丰站110 kV设备为线变组接线方式，GIS型号为ZFW31-126／2500-40，2009年11月出厂，2010年12月10日投运。2014年11月21日，运维人员对该站进行巡视时，听到GIS开关气室出现异常声音，电气试验人员随即到现场进行了超声波及超高频局部放电检测，怀疑内部有放电现象，于是采取措施进行跟踪检测。 1.2 现场检测情况
1）2014年11月21日进行超声波局放检测。
使用AIA100型超声波局放检测仪进行超声波局放检测，发现110 kV 2号赵西线断路器（连同接地开关）气室上部、断口处以及下部均可检测到明显信号，峰值约为70 mV，整个气室信号幅值接近，；在邻近的CT部位及刀闸部位信号幅值明显减小，分别为30 mV及10 mV。信号具有间歇性，50 Hz及100 Hz相关性信号明显，且100 Hz相关性大于50 Hz相关性，呈现比较明显的悬浮放电特性，如图1所示，测量结果见表1［2-3］。
根据结果，怀疑断路器气室有悬浮放电，鉴于幅值不稳定，建议跟踪测量。 2）2014年11月23日跟踪测量。
为验证断路器室是否存在内部绝缘件松动等现象，对2号赵西线分合闸一次操作后利用超声局放检测110 kV 2号赵西线断路器（连同接地开关）气室上部、中部以及下部及邻近的CT及开关部位均未检测到异常信号。测量结果见表2。 测量结果表明放电可能具有间歇特性，也可能松动造成的悬浮放电因操作过程中的机械振动影响暂时消失，决定继续跟踪检测［3］。
3）11月25日跟踪测量。
检测时，人耳可以明显听到内部有类似放电声音，且通过超声检测发现断路器（连同接地开关）气室上部、中部以及下部均有明显信号，峰值最高为197 mV，气室不同测量部位幅值接近，信号具有明显间歇特性，伴随内部放电声响幅值跳动严重，50 Hz及100 Hz相关性明显，且50 Hz相关性大于100 Hz相关性，呈现尖端放电和自由颗粒放电特性。在邻近的CT部位及开关气室部位信号幅值明显减小，分别为45 mV及15 mV。通过SF6分解产物检测，各组分含量均正常［4］。测量结果见表3。
此次数据较21日，数据幅值有了较大增加，频率相关性更加明显，且50 Hz相关性明显大于100 Hz相关性，表征GIS放电有发展趋势，且放电类型也在发生变化。证实断路器气室确实有放电发生。为进一步检测分析，德州供电公司与山东电科院电气试验人员联合进行进一步测试。
4）2014年11月26日，进一步检测分析。超声局放相位特征检测结果与25日检测结果一致。在相位模式下，放电点均匀聚集为一簇，符合放电特征。在邻近的CT部位及刀闸气室信号幅值明显减小，分别为50 mV及20 mV。断路器气室不同部位检测和超声波检测相位模式波形分别如图2，图3所示。 特高频检测，在开关气室两侧盆式绝缘子处均可检测到信号，信号具有明显相位特征，且只在一个半波出现，与超声波所测特征相符，证实为同一信号源。脉冲数量少，间歇性出现；信号幅值大，且幅值基本不变，呈现典型的尖端放电特征［5］。特高频检测信号如图4所示。
分析超声波与特高频局放检测结果，内部具有明显放电信号，且信号幅值有显著快速增长趋势，说明内部放电缺陷较严重，应立即停电检修。
一起110kV GIS局部放电异常缺陷分析
