铁路GIS局部放电在线监测与带电检测应用探讨.docVIP

铁路GIS局部放电在线监测与带电检测的应用探讨 　　摘要： 本文通过对当前GIS局部放电检测的各种方法分析，并对比应用效果，同时结合国内局放检测应用的成功经验，提出了铁路GIS组合电器局部放电的监测与检测方法为：“超高频局部放电在线监测法”、“超高频局部放电带电检测法”。 　　Abstract： This paper analyzed various methods of GIS partial discharge detection and compared the application results， proposed the partial discharge monitoring and detection method of railway GIS composite apparatus was ultra-highfrequency partial discharge online monitoring method and ultra-highfrequency partial discharge live detection method by combining with the successful experience of domestic PD detection application. 　　关键词： 电气化铁路；GIS组合电器；局部放电；在线监测；探讨 　　Key words： electrified railway；GIS composite apparatus；partial discharge；online monitoring；explore 　　中图分类号：U22 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）10-0038-04 　　0 引言 　　我国电气化铁路总里程已达到3.2万公里，居世界第二，根据《中长期铁路网规划》，到2020年，我国铁路营业里程将达到12万公里以上，其中电气化铁路比重将达到60%。届时，我国主要铁路长大干线以及所有高速铁路客运专线将全部实现电气化，绝大部分客、货运输将通过电气化铁路来完成，因此，确保电气化铁路的安全、稳定、不间断供电，将成为铁路客货运输中的重要环节。 　　1 全封闭GIS组合电器在铁路上的应用及其局部放电检测现状 　　SF6 气体绝缘全封闭组合电器（GIS）是将电气元件封闭组合在接地的金属外壳中，包括断路器、隔离开关、快速接地开关、电流互感器、避雷器等。以SF6气体作为绝缘介质，实现变电站内除变压器以外多种电气设备的有机结合。 　　全封闭GIS组合电器具有体积小、占地面积小、不受外界环境影响、运行安全可靠、配置灵活、维修简单、检修周期长的特点，因而在高速铁路客运专线、城市中及沿海地区的牵引变电所中广泛使用。 　　由于GIS组合电器结构紧凑，在GIS制造、运输和现场安装调试的过程中，对GIS设备的绝缘性能有很高的要求，承受的工作场强往往很高，有时会产生一些绝缘性缺陷。这些缺陷会造成严重的系统事故，有时只是在运行过程中就可能会引发绝缘故障。研究表明，绝缘介质在发生击穿前都会产生局部放电，通过在线检测GIS局部放电，局部放电是设备绝缘缺陷的重要征兆和表现形式，可以及时有效地发现GIS内部存在的故障缺陷。 　　现有我国电气化铁路GIS组合电器中均未全面投入局部放电检测装置，只在设备投入运行前进行了现场局部放电检测，对运行后的GIS组合电器局部放电检测仍属空白，对设备的安全运行存在着很大的隐患，因此需要研究并确定适用铁路GIS全封闭组合电器的局部放电检测方法。 　　2 局部放电检测的方法及分析 　　2.1 按照检测原理进行分类的局放检测方法 　　2.1.1 光学检测法 在诊断技术中，检测放电产生的光可能是最灵敏的方法。因为光电倍增器可以检测到甚至一个光子的发射，光辐射主要在紫外（UV）带，由于玻璃和SF6对光都有很强的吸收能力，检测时需要采用石英透镜，并且要选择适当短的路径，对于检测已知点的放电，光学法很有效。但是对于GIS中诸多未知的放电源，光学法的灵敏度就大受影响。由于光学检测法需要把传感器放到GIS里面，而且只能离线测试，所以不适合用于在线监测。 　　2.1.2 化学检测法 化学检测法通过检测SF6被击穿分解后的生成物来间接检测局放。最常用的分析气体有SOF2和SO2F2两种，通过用气相色谱仪和质谱分析可以检测出，灵敏度可达l×10-6。 　　化学检测方法不受电气干扰的影响，但从发生局放到由分析气体检测出来所需要的时间太长，往往几小时甚至几天也得不到结果，这严重限制了化学方法在局放检测中的使用。 　　2.1.3 声学检测法 GIS中局放激发的声音信号有比较宽的带宽（20-250kHz），可在GIS外部用加速度或声发射（AE）传感器检测