GIS设备内部绝缘件气隙放电带电检测分析及研讨

GIS设备内部绝缘件气隙放电带电检测分析及研讨

杨龙

国网攀枝花供电公司 四川攀枝花 617067

摘要：随着国内GIS设备大批量步入20年老旧运行年限，近几年其内部绝缘件出现了大量故障，结合我公司实际检测案例，借鉴典型放电图谱，本文对GIS内部绝缘件气隙放电的带电局放检测做简要的探讨。

关键词：GIS设备；绝缘件气隙放电；局放带电检测

引言：GIS设备绝缘最大薄弱点为内部绝缘件，绝缘件绝缘性能下降最大、最隐蔽的缺陷是存在内部气隙。随着设备运行其内部气隙会逐渐发展为贯穿式缺陷，最终导致绝缘击穿。针对内部气隙初期的局部放电现阶段侦测手段较少，比较难以发现。本文基于局部放电带电检测技术分析一起典型气隙放电缺陷，阐述绝缘件气隙放电检测方法、跟踪监测及放电特征的分析和研判。

1. 异常设备概况

1. 设备基本情况

设备型号为ZF5-126，河南平高电气股份有限公司2001年1月生产，2002年6月投运。

2. 异常现象

我公司GIS局部放电带电检测发现某110kV变电站110kV GIS118隔离开关靠母线侧存在异常特高频信号，一个工频周期内呈现明显的两簇放电信号、放电幅值较分散、周期重复性低，具备较为典型的绝缘类放电信号；超声波检测信号未见异常；SF6气体组分分析合格。综合分析怀疑内部存在气隙局部放电。

3. 处理结果

经过长期跟踪监测未发现有明显增长趋势。2016年GIS局部放电带电检测，异常信号依然存在。为确保设备安全运行，2017年初在110kVGIS118隔离开关靠母线侧绝缘盆子处安装PDS-S500-U智能传感器进行24小时监测，检测人员每月取信号一次。2018年5月对GIS解体发现内部A相支柱绝缘子存在气隙放电现象。

2. 带电检测数据分析

1. 特高频局部放电检测数据

1.初测

检测人员使用EC4000进行普测，测试图谱如图1所示。118隔离开关下侧绝缘盆子存在异常放电信号，呈现较弱的两簇山峰状信号，超声波检测未见异常。

2.复测

使用PDS-T90开展复测，发现明显异常放电信号。

图1 EC4000测试图谱 图2 T90复测图谱

3.跟踪监测

第二年复测，发现异常信号持续存在，放电幅值未见明显变化。为防止绝缘性能突变，检测人员安装PDS-S500-U智能传感器进行24小时监测。

放电信号特征为：工频相位正负半周均出现，且具有一定的对称性，放电幅值较分散，且放电次数较少。根据信号波形分析判断118隔离开关靠母线侧附近疑似存在绝缘件绝缘类放电，且A相附近信号相对较大。

2. 超声波检测及SF₆气体组分测试均未见异常。

3. 放电源定位及综合分析

1.相位相关性检测：环境中无此异常信号，判定异常信号来自GIS内部。

2.时延定位

异常信号到A相盆子早2.6纳秒，A、C盆子之间的实际距离大约1.5米，经计算信号源距离A相盆子0.36米，考虑到测量误差，结合结构图，综合判定缺陷为A相盆子下方约0.36米处的支撑绝缘子。

图3 118隔离开关A、C相盆子异常信号对比检波图及定位图

3.数据分析

通过三年多的跟踪检测，该信号一直存在，特高频放电信号在工频相位正负半周均出现，并具有一定的对称性，放电幅值较分散，且放电次数较少。超声波检测未见异常。根据放电信号图谱、定位结果，结合GIS内部结构，判断118隔离开关靠母线侧附近疑似存在支撑绝缘子内部气隙放电。

3. 解体验证

发现放电缺陷三年后，对设备解体检修发现A相支柱绝缘子存在明显缺陷。更换完毕后再次检测，放电信号消失。

图4 现场解体及A相支撑绝缘子放电痕迹

4. 气隙放电综合分析

绝缘件气隙放电，放电次数少，周期重复性低，易被环境和其它放电类型干扰造成漏判、误判，现结合其放电特征进行针对性分析。

特高频检测在相位正负半周均出现，并具有一定的对称性；放电幅值较分散，整体呈现山峰状；放电次数较少，图谱密集程度较低。相较于沿面放电其放电时间间隔更稳定，相位更集中；相较于悬浮电位放电其幅值分散，幅值差距较大；相较于尖端放电其信号表现为较为对称的两簇，尖端通常为一簇或者不对称的两簇。

超声波检测视气隙放电量的大小、气隙在绝缘件内部位置的深浅及气隙的形状等有不同程度的放电信号；对于较小的气泡浇筑时形成的气隙一般超声波不见异常；对于较大的气泡气隙和杂质形成不规则气隙，当放电较严重时可见异常，同样呈现较强的100Hz相关性，判定时需要多种检测模式和检测手段综合分析。

对于气隙放电由于其发展的隐蔽性及超声波基本不可见的原因，造成其跟踪监测和综合分析有一定难度，实际工作中建议长期的跟踪监测，当信号发生较大突变时建议解体检修。

参考文献：

[1]Q/GDW 11059-2013 气体绝缘金属封闭开关设备局部放电带电测试技术现场应用导则

[2]国家电网公司变电检测管理规定（试行） 第2分册 特高频局部放电检测细则

[3]国家电网公司变电检测管理规定（试行） 第4分册 超声波局部放电检测细则

[4]国家电网公司变电检测管理规定（试行） 第21分册 局部放电试验细则

作者简介：杨龙，男，甘肃省定西市，国网攀枝花供电公司变电检修中心，职称：高级工程师，研究方向：局部放电带电检测，

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